ă Sistemele de achide achizi ie i controli control în ... de achizitie date.pdf · Proiect cofinan ţat din Fondul ... mediului SCADA - Supervisory Control A nd Data A cquisition

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013Axa prioritară 2 “Corelarea învățării pe tot parcursul vieții cu piața muncii”Domeniul major de intervenţie 2.1 “Tranziția de la şcoală la viața activă”Cod contract: POSDRU/90/2.1/S/64051Titlul proiectului: “Învaţă Automatica”Beneficiar: Universitatea Tehnică din ClujNapoca

Sistemele de achiziţie şi controlSistemele de achiziţie şi control în industrie şi protecţia

mediuluiSCADA - Supervisory Control And Data Acquisition

Prezentare realizată pentru proiectul “Învaţă automatica”

1

Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013Axa prioritară 2 “Corelarea învățării pe tot parcursul vieții cu piața muncii”Domeniul major de intervenţie 2.1 “Tranziția de la şcoală la viața activă”Cod contract: POSDRU/90/2.1/S/64051Titlul proiectului: “Învaţă Automatica”Beneficiar: Universitatea Tehnică din ClujNapoca

Suport pentru seminarul

“Avantaje pentru agenţi economici, prin ăti iit il j ţi î ă dipregătirea viitorilor angajaţi încă din

practica studenţească”

Material realizat de IPA SA (P t P5)IPA SA (Partener P5)

în perioada octombrie-noiembrie 2012

2

Sucursala Cluj

Achiziţia şi controlul în industrie şi protecţia mediului pentru procese complexe, răspândite pe arii p p p , p plargi, se realizează cu ajutorul sistemelor SCADAS i C t l A d D t A i iti• Supervisory Control And Data Acquisitiono sistem ce se focalizează pe supravegherea unui proces

h t ft i l t t t t ă h do un pachet software implementat pe o structură hardwaregestionând o bază de date distribuită de tag-uri (hard şi soft)

o nu este un sistem automat (control system) completo nu este un sistem automat (control system) completdeoarece buclele de control sunt tratate la nivel local

• Domeniul de aplicaţie:• Domeniul de aplicaţie:Procese industriale (chimice, metalurgie, nucleare, generare şi

distribuţie energie electrică,…)distribuţie energie electrică,…)Protecţia mediului (reţele de senzori)

Noiembrie 2012 3/40

SUMARSucursala Cluj

SUMAR

1. Stadiul actual de dezvoltare a sistemelor SCADA

Arhitectura SCADAFuncţionalitatea SCADADeschiderea SCADA spre alte aplicaţii

2. Extinderea sistemelor SCADA3. Prezentarea realizărilor IPA în domeniu4 Dezvoltatori de sisteme SCADA4. Dezvoltatori de sisteme SCADA

Noiembrie 2012 4/40

Sucursala Cluj1. Stadiul actual de dezvoltare a sistemelor SCADA

SCADA este necesară pentru următoarele motive:

• Optimizarea urmăririi proceselor• Obiectivizarea deciziei• Creşterea eficienţei exploatării echipamentelor• Reducerea costurilor de energie• Conformarea cu cerinţele de reglementare• Conformarea cu cerinţele de reglementare• Reducerea cerinţelor viitoare de capital• Îmbunătăţirea nivelului serviciilorţ• Evitarea incidentelor de mediu• Obţinerea unui avantaj competitiv• Reducerea personalului de exploatare• Înlocuirea unui sistem existent afectat de îmbătrânire

Noiembrie 2012 5/40

1. Stadiul actual de dezvoltare a sistemelor SCADA

Î

Sucursala Cluj

În ce constă SCADA ?AplicaţieAplicaţie

• Structură multinivel (nivel proces, nivel conducere locală, nivel dispecerizare) asamblată pe un sistem de comunicaţiinivel dispecerizare) asamblată pe un sistem de comunicaţii• Nucleu cu funcţii de bază• Set de interfeţe utilizator controlate hardware şi software• Set de interfeţe utilizator controlate hardware şi software

Mediu de dezvoltare cu instrumente specifice de dezvoltare de ptipul:

• Editor de aplicaţie• Editor grafic• Şabloane pentru configurarea parametrilor (import/export, biblioteci)biblioteci)• Set de instrumente de dezvoltare drivere

Noiembrie 2012 6/40

A hi ă f i ăSucursala Cluj1. Stadiul actual de dezvoltare a sistemelor SCADA

Arhitectură software genericăClient

Evolutii Alarme StocareVizualizare

Aplicaţiideschise

.Active X / OPC / Web

Editorgrafic HMI

Biblioteci

BD Manager de evenimente / timp realServer

BibraryBiblioteciClient/Server TCP/IP

Mediu de

Prescrip.tehnol.

Alarme Log Arhivă .XRaportgener.

Log Arhi ă XAlarme

Proce-saredateRT

Editoare . Mediu de dezvoltare

ExportFişiere ASCII

Ref.DB

LogDB

ArhivăDB

XDBSQL Alarme

DBRTDB

Editoraplicatie

Bazede date

ImportASCII

ODBC – Open Database Connectivity

DDE D i D t E h

Aplicaţiiprivate Excel Driver OPC

Uneltecomerciale

DataR/W

AccessSet dezvdrivere

DDE – Dynamic Data Exchange

API/DLL – Application Programming Interface

PLC PLC PLCPLC

private .drivere

Noiembrie 2012 7/40


În proiectarea SCADA trebuie ţinut cont de:o Accesibilitatea componentelor:

o vizibilitatel bilio controlabilitate

o Sincronizări o Stări iniţiale determinateo Stări iniţiale determinateo Scalabilitate o Asigurarea deschiderii pentru dezvoltări ulterioare:g p

o includere de subsistemeo inclusă ca subsistem

R d d ţăo Redondanţăo Funcţionalitate

Noiembrie 2012 8/40

A hit t ti i t b i t l i ţiSucursala Cluj1. Stadiul actual de dezvoltare a sistemelor SCADA

Arhitectura tipica pentru subsistemele comunicaţie pentru SCADA

Protocoale standard:Industrial Ethernet,

MODBUS-TCP,MODBUS PLUS, CAN, PROFIBUS PROFINETPROFIBUS, PROFINET,

EtherCAT, AS-I,FOUNDATION FieldbusFOUNDATION Fieldbus,

IEC61158, IEC61850,IEC60870-5-101-…-104,

DNP3, IEC61107, IEC62056

Noiembrie 2012 9/40


Exemplificări cu SCADA de pe Valea Someşului :o Implementarea unui dispecer local utilizând un mediu de dezvoltarep pdedicat SCADA - SIMATIC WinCCo Transferul datelor către dispecerul de amenajare prin componente

d dstandardo Preluarea datelor culese de către dispecer prin OPCo Stocarea datelor în format SQLo Stocarea datelor în format SQL

Noiembrie 2012 10/40




Funcţii principale SCADA:

o Achiziţia datelor din proces

o Gestionarea alarmeloro Gestionarea alarmelor

o Supervizarea buclelor de automatizare

S i A io Stocarea şi Arhivarea

o Urmărirea evoluţiei şi Generarea rapoartelor

o Controlul accesului

o Funcţiile de anvelopă:o Funcţiile de anvelopă:

Comunicaţia

Interfaţa Om Maşină - HMINoiembrie 2012 12/40


Achiziţia datelor din proces Noiembrie 2012 13/40


Gestionarea Alarmelor Noiembrie 2012 14/40

S i


Supervizarea buclelor de automatizareautomatizare

• Prescripţii tehnologice

A ţi i i iţi t• Acţiuni iniţiate automat la apariţia unorapariţia unor evenimente

• Monitorizarea secvenţelor deţi i d fi itacţiuni predefinite



Date stocate Noiembrie 2012 16/40


• Predefinirea graficelor

Urmărirea evoluţiei proceselor tehnologice• Predefinirea graficelorsau configurare on-line

• Grafice multiple cuposibilităţi de scalarei l ăşi lupă

• Tendinţe de evoluţieTendinţe de evoluţieîn timp real şi graficeistorice



Interfaţa Om Maşină – HMI:

• Biblioteci de simboluri, cu ajutorul cărora se

Interfaţa Om Maşină HMI:

, jgenerează ecrane utilizator • Conexiuni între elemente grafice şi procesConexiuni între elemente grafice şi proces • Legături funcţionale între ecrane

P l i t• Preluare comenzi operator • Facilităţi de animaţie şi multimedia• Deschidere spre alte platforme de vizualizare (telefon mobil)



Conectare la un Server SCADA pe diverse platforme

WinCC (Siemens)Citect (Schneider)Citect (Schneider)RSView (Rockwell Automation)Proficy HMI/SCADA - iFIX 5.1 (GE)InTouch (Wonderware)

OPC (OLE for Process Control)

InTouch (Wonderware) Cimplicity (Fanuc)



Interfaţă Om Maşină Noiembrie 2012 20/40

2. Extinderea sistemelor SCADA Sucursala Cluj

Extinderea sistemelor SCADA:

• Arhitectura extinsă – Large Scale System• Mentenanţaţ• Postprocesarea• SSD – sisteme de suport decizionalp• Planificarea economică


2. Extinderea sistemelor SCADA Sucursala Cluj

ERPEnterprise Resource Planning

Arhitectură SCADA extinsă cu aplicatie in hidroenergetică

ă

P

Mentenanţăpreventivă predictivă

Optimizare

BenchmarkingCosturiProducţie e

econ

omică

ProceseProtecţii

TermieSCADA

pCalitateTrasare

Producţie

Operaţional Managerial Plan

ifica

re

C iModelare

HMIVibraţii

Suprav barajBD

p ţ g

Si t d S t D i i

BC, Reguli SimulareSuprav. baraj, construcţii hidroteh.Staţie meteo

Staţie seismicăinferenţa

SCADA extinsă

Sistem de Suport DecizieţSisteme

audio-video BD


3 1 SISTEM AUTOMAT DE MONITORIZARE ASucursala Cluj3. Prezentarea realizărilor IPA în domeniu

3.1. SISTEM AUTOMAT DE MONITORIZARE ABAZINULUI HIDROGRAFIC - SOMESUL MIC

Scopul:- urmărirea calităţii apelor de suprafaţă şi a pânzei freatice;- protectia mediului inconjurator- protectia mediului inconjurator.

Sistemul realizează achiziţia şi stocarea parametrilor:- achizitie continua - comunicare la distanta cu echipamentele locale

si salvarea in baza de date relaţională la nivelul central;- achizitie discontinua - introducerea manuala a anumitor date;achizitie discontinua introducerea manuala a anumitor date;

Baza de date relaţională proiectată:ţ p- stochează parametrii în tabele specifice de măsuratori;- stochează parametrii de configurare sistem.


Sucursala Cluj3. Prezentarea realizărilor IPA în domeniu

3 1 SISTEM AUTOMAT DE MONITORIZARE A

Arhitectura sistemului de monitorizare

3.1. SISTEM AUTOMAT DE MONITORIZARE ABAZINULUI HIDROGRAFIC SOMESUL MIC

Arhitectura sistemului de monitorizare

St ti M dStatie radio

Modem radio

GSMNivel dispecer

STATIE HIDROMETRICA

POSTPLUVIOMETRIC

PUNCT MASURA

Nivel local



HMI - Interfaţă dispecerizare - ecran principal

3.1. SISTEM AUTOMAT DE

MONITORIZARE A BAZINULUI

HIDROGRAFIC SOMESUL MICSOMESUL MIC



HMI - ecrane de detaliu




HIDROGRAFIC SOMESUL MIC


Datalogger (statia mobila descarcare date)

Statiile de achizitie (pt.

t il li t)

puturile realizate cu traductor de presiune pt masurare nivel in jurul unui jmicrocontroler cu funcţie de datalogger;).


MONITORIZARE

Statii hidrometrice


HIDROGRAFIC Statii pluviometriceNoiembrie 2012 27/40

HIDROGRAFIC SOMESUL MIC

3 2 SISTEM SCADA PENTRU DISPECERIZAREASucursala Cluj3. Prezentarea realizărilor IPA în domeniu

3.2. SISTEM SCADA PENTRU DISPECERIZAREA REŢELOR DE DISTRIBUŢIE A APEI

Scopul:-supravegherea şi reglarea presiunilor şi măsurarea debitelor în nodurile reţelei de distribuţie;reţelei de distribuţie;-comanda şi supravegherea de la distanţă a staţiilor de pompare şi epurare în scopul realizării cerinţelor cantitative şi calitative de apa potabilă şi industrialăindustrială.

Sistemul este realizat într-o arhitectură distribuită:- Nivel local – PLC Siemens S7, senzori şi traductoare, elemente de

actionare pompe, vane;- Nivel central (dispecer) – servere de achiziţie şi de alarmare cu- Nivel central (dispecer) servere de achiziţie şi de alarmare cu

asiurarea controlui operatorului prin interfeţe GUI;- Nivelul de comunicaţii – pe suport GSM/GPRS cu servere OPC.



Arhitectura sistemului SCADA3.2. SISTEM SCADA

PENTRUPENTRU DISPECERIZAREA

REŢELOR DE DISTRIBUŢIE A

APEI



Interfaţă de dispecerizare

zonală a nodurilornodurilor reţelei de

distribuţieţ



Interfaţă de control a uneicontrol a unei

staţii de pompare

3.2. SISTEM SCADA

PENTRU DISPECERI-

ZAREAZAREA REŢELOR DE DISTRIBUŢIE


DISTRIBUŢIE A APEI

3 3 SISTEM SCADA PENTRU DISPECERIZAREASucursala Cluj3. Prezentarea realizărilor IPA în domeniu

3.3. SISTEM SCADA PENTRU DISPECERIZAREA HIDROAMENAJĂRII CRIŞ

Scopul:Scopul:- supravegherea producerii de energie electrică în condiţiile respectării

consemnului de putere impus de DEN;- comanda şi supravegherea de la distanţă a hidroagregatelor şi elementelor

de comutare din staţiile de racord la reţeaua de distribuţie. Sistemul este realizat într-o arhitectură distribuită:Sistemul este realizat într o arhitectură distribuită:

Nivel local – PLC Siemens S7, PLC Schneider, senzori şi traductoare, elemente de actionare pompe, vane;

Nivel centrală hidroelectrică (dispecer local) – servere de achiziţie şi de alarmare cu asiurarea controlui operatorului prin interfeţe GUI;

Nivel dispecer hidroamenajare (dispecer central) – servere de achiziţie p j ( p ) ţşi de alarmare cu asiurarea controlui dispecerului prin interfeţe GUI;

Nivelul de comunicaţii – pe suport telefonie fixă – reţea VPN, cu servere OPCservere OPC.



Arhitectura sistemului la nivel CHE Noiembrie 2012 33/40


HMI - Interfaţă dispecer CHE – Vana sferica

3.3. SISTEM SCADA PENTRU

DISPECERIZAREA HIDROAMENAJĂ-


RII CRIŞ


HMI - Interfaţă dispecer microhidrocentrala

3 3 SISTEM SCADA3.3. SISTEM SCADA PENTRU

DISPECERIZAREADISPECERIZAREA HIDROAMENAJĂ-

RII CRIŞ


Sucursala Cluj4. Dezvoltatori de sisteme SCADA



Arhitectura SCADA tSCADA pentru centrale mari








Sucursala Cluj

Vă mulţumesc pentru atenţie!ţ p ţ

IPA SA S l Cl j NIPA SA Sucursala Cluj-Napocastr. Zorilor nr.15tel. 0264/596155fax. 0264/595088

email: [email protected]://www.automation.rop

Noiembrie 2012

Documents

ă Sistemele de achide achizi ie i controli control în ... de achizitie date.pdf · Proiect cofinan ţat din Fondul ... mediului SCADA - Supervisory Control A nd Data A cquisition