hirdetés
hirdetés

IT és kommunikáció

Zavartalan vízellátás korszerű informatikával

Soros kommunikáció helyett a SCADA-over-IP jelenti a jövőt. A Fővárosi Vízműveknél a végéhez közeledik az optikai hálózat kiépítése, valamint a PLC-k és a hálózati eszközök telepítése.

hirdetés

Optikai hálózat, valamint SCADA-over-IP termelésirányító rendszer gondoskodik a jövőben Budapest és vonzáskörzete zavartalan vízellátásáról. A technológiaváltástól a szakértők azt várják, hogy az elkövetkező 25-30 évben a korábbinál költséghatékonyabbá válik a vízellátás, továbbá lehetőség nyílik további fejlesztésekre. A Fővárosi Vízművek Budapestet és a környező településeket látja el ivóvízzel, a meglévő rendszer irányítástechnikája negyedszázados múltra tekint vissza.

A szolgáltató Szentendrei- és Csepel-szigeten működő kútjait és szivattyúit a budapesti központtal összekapcsoló rézkábeleket 25 éve fektették le. Ez az infrastruktúra, valamint a mintegy 15 éve használatban lévő, soros kommunikációra épülő SCADA (system control and data aqusition) irányítástechnikai rendszer, továbbá számos, távvezérlésre szolgáló programozható logikai vezérlőeszköz (PLC, programmable logic controller) mára elavulttá vált, így megérett a cserére. A PLC-k esetében az is elkerülhetetlenné tette a váltást, hogy a korábbi gyártó, az AEG megszüntette ezt az üzletágát, azaz a jövőben nem tudja az alkatrészellátást biztosítani.

Nagy sávszélesség, villámvédett rendszerek

A Fővárosi Vízművek Szentendrei- és Csepel-szigeten lévő vízbázisainak, úgynevezett parti szűrésű kútjainak vezérlése tehát ez ideig rézkábeleken, soros adatkommunikációval történt. A projekt indításakor első lépésben az adatviteli közeget kellett megválasztani. A meglévő rézkábelek megtartását – az infrastruktúra elavultsága, korszerűtlensége miatt – gyorsan elvetették. Alternatívaként merült fel a vezeték nélküli – mikrohullámú vagy műholdas – kommunikáció lehetősége. Ezeket a technológiákat az időjárás esetleges zavaró hatása, valamint a szándékos károkozás veszélye miatt szintén kizárták.

A hálózati eszközök kiválasztásakor meghatározó szempont volt az ipari környezetbe való telepíthetőség
A hálózati eszközök kiválasztásakor meghatározó szempont volt az ipari környezetbe való telepíthetőség

– Végül a legbiztonságosabb és leghosszabb távra szóló megoldásra, az optikai hálózatra szavaztunk. Mivel kútjaink árvíznek, villámcsapásoknak kitett területeken működnek, a száloptika mellett szóló érv volt a környezeti hatásokkal szembeni nagy ellenálló képesség, valamint az interferenciával szembeni védettség. Szintén fontos szempontként vettük számításba a szélessávú adatátvitel lehetőségét, ugyanis a jövőben fejleszteni kívánjuk a biztonságtechnikát, és kamerákat helyezünk majd el a hálózat több pontjára. A hálózatnak tehát a nagy adattartalmú videók továbbítására is alkalmasnak kell lennie. Ez az elvárás megint csak az optika malmára hajtotta a vizet – mutat rá Fritsch Róbert, a Fővárosi Vízművek informatikai igazgatója.

Kompatibilitási labortesztek

A következőkben arról született döntés, hogy a termelésirányító rendszerben a soros átvitelt a TCP/IP-alapú kommunikációval váltják fel. Mivel a SCADA rendszerek korán elterjedtek az iparban és a közműveknél, ezek a hálózatok ma még jellemzően soros kommunikációt használnak, miközben az egész világ a TCP/IP irányába halad. A Fővárosi Vízműveknél tehát a TCP/IP-alapú SCADA hálózat bevezetése technológiai értelemben szükségszerű, ugyanakkor nagy előrelépést jelent és nemzetközi összehasonlításban is újdonságnak számít. Az optikai hálózat nagyobb sávszélességének köszönhetően az IP-alapú hálózat az eszközök távoli menedzselését, a szoftverek frissítését, cseréjét is lehetővé teszi.

További előny, hogy biztonságtechnikai berendezések – kamerák, beléptető- és riasztórendszerek – is a hálózatra kapcsolhatók. Ezután a vízközmű-szolgáltató azt vizsgálta, hogy a piacon elérhető, korszerű PLC-k közül melyek felelnek meg legjobban az elvárásaiknak. Fontos szempont volt, hogy az eszközöket központilag lehessen menedzselni, azaz legyen mögöttük egy felület, egy menedzsmentrendszer, illetve egy adatbázis, amelyekkel a PLC-k központilag menedzselhetők. Elvárás volt, hogy a szállító legalább 10 évig vállalja az eszközök alkatrészellátását, így meglehetősen leszűkült a szóba jöhető gyártók köre. Végül, de nem utolsósorban az ár is meghatározó szempontként szerepelt a választásnál.

Kútsor a Szentendrei-szigeten: a víztermelés döntő hányadát adják
Kútsor a Szentendrei-szigeten: a víztermelés döntő hányadát adják

A pályáztatás eredményeként az egyesült államokbeli Allen-Bradley PLC termékcsaládja mellett döntöttek. Ami a hálózati eszközöket illeti, a Fővárosi Vízművek irodai hálózatában már a kilencvenes évek óta Cisco eszközöket használ, tapasztalatai jók. A választásnál a PLC-kkel való kompatibilitás, a hosszú távú alkatrészellátás, valamint az ár volt a meghatározó. Ezek alapján esett a választás a Ciscóra. Jóllehet a TCP/IP elméletileg meghatározza az eszközök technológiáját, a gyakorlatban mégis előfordulhatnak kompatibilitási problémák. Ezúttal a laboratóriumi tesztek igazolták, hogy a kiválasztott eszközök képesek együttműködni: a projekt kivitelezése csak ezután kezdődött.

Redundancia a csomópontokban

A termelésirányítást végző SCADA rendszer alapjául szolgáló informatikai hálózat megújításához a Fővárosi Vízművek mintegy 130 kilométer hosszú optikai hálózati infrastruktúrát épít északi és déli vízbázisa, valamint budapesti főközpontjai között. A kutakról és gépházakból jövő jelek három budapesti főközpontba érkeznek, amelyek a megfelelő hálózati eszközökön, redundáns kapcsolatokon keresztül kommunikálnak egymással. A szigeteken optikai gyűrűket építenek, így egy esetleges szálszakadás esetén a másik irányban még működik a hálózat. A körgyűrűk elsődlegesen optikán tartják a kapcsolatot a központtal, van azonban egy tartalék, mikrohullámú útvonal is.

A Csepel-szigeti ivóvízkezelő műnél folytatódik a hálózatépítés
A Csepel-szigeti ivóvízkezelő műnél folytatódik a hálózatépítés

A hálózati eszközök kiválasztásakor meghatározó szempont volt az ipari környezetbe való telepíthetőség. A szóban forgó eszközök önmagukban is nagyobb megbízhatóságot nyújtanak, mint az átlagos hálózati berendezések, de – a megbízhatóság fokozása érdekében – a hálózat fontos csomópontjain magukat az eszközöket is redundánsan helyezik el. A gerinchálózatot a Cisco Metro Ethernet 3400-as termékcsaládjából alakítják ki, a kutakba, ahol az eszközök intenzív párabehatásnak és hőmérséklet-ingadozásnak vannak kitéve, a Cisco Industrial Ethernet 3000 kapcsolóit telepítik, amelyek extrém körülmények között is megbízhatóan működnek. Az eszközök konfigurálását, ellenőrzését és távoli felügyeletét a CiscoWorks LMS (LAN management solution) modulja biztosítja.

Kulturális váltás

A Szentendrei-szigeten, ahol a kutak a Fővárosi Vízművek víztermelésének 70 százalékát adják, az optikai hálózat kiépítése, valamint a PLC és a hálózati eszközök telepítése 2012-ben befejeződött. A Csepel-szigeten, ahol a víztisztító mű is található, 2013–2014-ben folytatódik a hálózatépítés. Az egész projekt készültsége jelenleg 80-90 százalékos. Azokon a helyszíneken, ahol már készen van a hálózat, és telepítették az eszközöket, már áttértek az új rendszerre. Az átállás tehát fokozatos, nincs egyetlen nap, amikor a régi rendszer leáll és az újat üzembe helyezik. Az eddigiekben nem voltak különösebb fennakadások az átterheléseknél. Jellemző viszont, hogy a rossz állapotú rézkábelek kiváltásával azonnal megszűnnek a korábbi működési problémák.

Az új SCADA hálózat a jövőnek épül: a szolgáltató az optikai gerinc esetében 30-40 éves élettartammal számol. A vízellátást monitorozó mérőeszközök szintén a SCADA hálózatba küldik az adatokat. A Fővárosi Vízművek így a jövőben egységes, folyamatos és részletes képet kaphat a víztermelésről és -ellátásról. Ez könnyebbé teszi a kritikus közműszolgáltatás megbízható, biztonságos működtetését, valamint kibővíti az optimalizálás, a fenntarthatóság, a hibamegelőzés, valamint a költséghatékonyság lehetőségeit.

– A gyártási, ipari informatika, valamint a hagyományos vállalati informatika egymástól meglehetősen távol eső területek. Itt a projekt során azonban azt tapasztaltuk, hogy a hálózatüzemeltetéssel is foglalkozó szakemberek, tehát jellemzően a mérnökök és a hagyományos IT területen mozgó informatikusok közeledtek egymáshoz. Odáig jutottunk, hogy ma már a mérnökök és az informatikusok közösen üzemeltetik a teljes irányítástechnikai hálózatot. Ez komoly kulturális váltás a cégnél – hangsúlyozza Fritsch Róbert.

Visszatekintés

A Fővárosi Vízműveknél körülbelül hat évvel ezelőtt centralizálták a korábbi, decentralizált SCADA rendszereket. Ennek során a diszpécsereket egyetlen üzemirányítási központba szervezték, továbbá lecserélték a rendszert üzemeltető szoftvert. A csere során a támogatás nélküli AEG szoftvereket a ScadaSys Kft. D-mon nevű rendszerével váltották fel.

A jelenlegi hálózatépítés, valamint PLC- és hálózatieszköz-csere előtt korszerűsítették az architektúra felső szintjét, azaz a szervereket. Duplikálták az alközpontok összeköttetését, egységesítették e központok szoftvereit, továbbá kiépítettek egy üzemirányítási központot. Ezek a fejlesztések teremtették meg a mostani projekt alapjait.

Mallász Judit
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[133568] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés