System telemetryczny zdalnego monitoringu i kontroli zautomatyzowanych ujęć wody pitnej w Meksyku opracowany przez lokalnego dystrybutora Inventii – firmę Ingeniería Computacional para el Ser Humano S.A. de C.V. (ICH).
Wstęp
System i-Pozo został zaprojektowany jako odpowiedź na potrzeby firm pozyskujących i dystrybuujących wodę pitną z lokalnych ujęć rozproszonych na znacznym obszarze Meksyku. Rozwiązanie zostało ukierunkowane na obsługę zautomatyzowanych studni zasilających w wodę pitną zarówno odbiorców indywidualnych, jak i licznych odbiorców z rynku instytucjonalnego. Sercem systemu są sterowniki telemetryczne i-Pozo RTU oparte na flagowej jednostce firmy INVENTIA – module telemetrycznym MT-151 LED. Zastosowane moduły telemetryczne o bogatych możliwościach funkcjonalnych pozwoliły zbudować nowoczesny system telemetryczny do zarządzania i kontroli obiektów z wykorzystaniem uniwersalnego systemu SCADA. MT-151 LED wraz z wbudowanym modułem komunikacyjnym GPRS/3G idealnie wkomponował się w zapotrzebowanie lokalnego rynku zapewniając bardzo dobry stosunek jakości i możliwości do ceny. Wdrożone rozwiązanie, idealnie spełniające założone wymagania, posiada silne atuty zapewniające przewagę konkurencyjną nad innymi dostawcami na meksykańskim rynku dystrybucji i produkcji wody.
Główne zadania dla modułu MT-151 LED:
- Wejścia
- Stała kontrola ciśnienia wody
- Pomiar przepływu chwilowego oraz całkowitego poboru wody
- Ciągły monitoring poziomu w studni
- Wykrywanie nieautoryzowanego dostępu do obiektu, wszelkich nadużyć oraz aktów wandalizmu
- Status pracy pomp oraz oprzyrządowania towarzyszącego
- Monitoring napięć, prądów, zużytej energii, itp.
- Wyjścia
- Zdalna kontrola stanu pracy pomp
- Ustawianie wartości zadanej ciśnienia oraz poziomu
- Sygnalizacja alarmowa poprzez sygnał dźwiękowy oraz świetlny
- Rejestrator danych
- Dane pomiarowe
- Alarmy
- Zdarzenia
- Komunikacja
- Zdalna z wykorzystaniem pakietowej transmisji danych GPRS w celu przekazania danych obiektowych do systemu SCADA usytuowanego w dyspozytorni. Komunikacja realizowana poprzez cykliczne, asynchroniczne odpytywania obiektów, jak również w oparciu o pracę zdarzeniową na podstawie generowanych alarmów oraz zdarzeń.
- Dostęp do systemu poprzez wykorzystanie lokalnych punktów dostępowych Wi-Fi
Integracja
W skład jednego systemu i-Pozo wchodzą następujące elementy:
- Moduł telemetryczny MT-151 LED produkowany przez firmę INVENTIA Sp. z o.o.
- Licznik energii z protokołem komunikacyjnym Modbus
- Falownik z protokołem komunikacyjnym Modbus
- Przepływomierz w zależności od wykonania z protokołem komunikacyjnym Modbus lub HART
- Czujniki ciśnienia oraz poziomu z sygnałem wyjściowym w standardzie 4 – 20 mA
- Router zapewniający komunikację Wi-Fi (Access Point)
Tryb pracy
i-Pozo RTU realizuje pracę lokalną w trybie bez nadzoru, zgodnie z zaprogramowanym algorytmem pracy obiektu. Dodatkowe parametry, takie jak: harmonogram pracy pomp, progi alarmowe dla ciśnień, przepływów itp. mogą być przekazywane zdalnie z wykorzystanie transmisji pakietowej GPRS/3G z systemu SCADA.
SCADA
i-Pozo RTU komunikuje się dwukierunkowo z systemem centralnym SCADA z wykorzystaniem transmisji GPRS. Do realizacji zadania wybrano oprogramowanie ControlMaestro. Łącznikiem pomiędzy modułami telemetrycznymi a systemem SCADA został, bezpłatnie dostarczany przez firmę INVENTIA Sp. z o.o., driver komunikacyjny MTData Provider. W celu obsługi danych bieżących wykorzystano standard OPC (klient-serwer). W przypadku danych historycznych z rejestratorów driver zasila bezpośrednio relacyjną bazę danych uzupełniając tym samym historię pomiarów.
System wizualizacji SCADA zapewnia kilka podstawowych funkcji:
- Monitoring zmiennych w czasie rzeczywistym
- Zdalne wydawanie poleceń (uruchom/zatrzymaj pompę, aktywacja/dezaktywacja systemu ochrony)
- Prezentacja danych pomiarowych na wykresach z uwzględnieniem komunikacji bieżącej, jak również z wykorzystaniem funkcjonalności lokalnych rejestratorów danych wbudowanych bezpośrednio w moduł telemetryczny MT-151 LED
- Zdalne ustawianie parametrów konfiguracyjnych oraz nastaw sterownika
Rejestrator danych
Znaczna część obiektów usytuowana jest poza terenami zurbanizowanymi, a co za tym idzie zasięg sygnału GSM jest słabszy, co często przekłada się na znaczne pogorszenie parametrów transmisji. Jedną z najważniejszych funkcji jaką oferuje system jest możliwość lokalnej archiwizacji danych. W momencie występowania utrudnień w komunikacji GPRS lub braku zalogowania terminala do sieci GSM moduł telemetryczny rejestruje pomiary w wewnętrznej pamięci i udostępnia je w sytuacji, gdy komunikacja z centralą zostanie przywrócona. Następnie opracowane przez firmę ICH procedury umożliwiają prezentację danych archiwalnych z uwzględnieniem znacznika czasu z momentu zaistniałego pomiaru, alarmu bądź zdarzenia. Zachowana zostaje w ten sposób integralność oraz ciągłość w realizacji pomiarów dostarczanych przez dany obiekt.
Kontrola dostępu
Firma ICH zaprojektowała pełny system kontroli dostępu do poszczególnych pomieszczeń danego obiektu w oparciu o moduły telemetryczne MT-151 HMI. Aktywacja i dezaktywacja systemu ochrony może być realizowana zdalnie przez obsługę bezpośrednio z centrum kontroli SCADA. Dodatkowo administrator obiektu może wydać polecenia z poziomu udostępnionej aplikacji instalowanej na systemach operacyjnych obsługiwanych przez smartfony oraz tablety. Program komunikuje się z i-Pozo RTU z wykorzystaniem lokalnej sieci Wi-Fi. Wszystkie czynności wykonywane przez obsługę są rejestrowane w systemie umożliwiając ich późniejszą weryfikację.
Autor: Humberto González Ruíz
