Ecoterra, no. 26, 2011

161

SISTEME DE MONITORIZARE, ACHIZIŢIE A DATELOR ŞI CONTROL (SCADA) ÎN STAŢIA DE EPURARE DE LA S.C. COMCEH S.A. CĂLĂRAŞI Grigore VLAD, Bogdan HUMOREANU, Ciprian POP S.C. ICPE Bistriţa S.A., Bistriţa, România Abstract: Supervisory control and data acquisition (SCADA) systems in the purging station of trading CO. COMCEH S.A. Călăraşi. In the complex system of interaction between the environment and the industrial processes some of the most important aspects still debating, consist in efficient resource consumption and diminishing the impact the industrial activities have upon the environment. By taking advantage of the newest technological achievements, these interactions are brought to a new level, by successful implementations of powerful control method and process analysis instruments. In the present material, we will have a look at a residual water treatment process at Comceh S.A. Călăraşi, where we have a case of successful implementation of SCADA system and modern online process analysis devices.

Key words: SCADA systems, industrial water treatment, water treatment efficiency Introducere Din punct de vedere tehnologic, procesul de epurare a apelor industriale de la Comceh S.A. Călăraşi are la bază două etape principale distincte, respectiv treapta fizico-chimică şi treapta biologică. În proces apare o etapă secundară de recirculare prin care se realizează recuperarea unor însemnate cantităţi de apă pentru procesul de producţie. Măsurarea parametrilor de ieşire se realizează prin intermediul unei reţele de traductoare de mărimi de proces, conectate la instalaţia de automatizare. Capacitatea proiectată a staţiei este de 4800 m.c. pe zi, la ieşire apele trebuind să fie conforme NTPA 001, pentru a putea fi deversate în emisar.

Instalaţia de automatizare se structurează în jurul automatului programabil principal care conduce în mod automat procesul de epurare, de la nivel ierarhic primar. În structura sistemului există şi un automat programabil subordonat ierarhic celui principal, care gestionează buna funcţionare a staţiei de pompare. La nivel ierarhic superior, se află sistemul de achiziţie a datelor, supervizare şi control (SCADA), care este interconectat la nivel informatic cu memoria internă a automatelor programabile din proces şi care permite conducerea automată a procesului, atât la nivel local, de la staţia principală cu rol de server, cât şi de la distanţă [1]. Arhitectura sistemului

Elementele componente principale ale sistemului de automatizare sunt prezentate în fig.1.

Fig. 1. Arhitectura sistemului de automatizare

Ecoterra, no. 26, 2011

162

Funcţiile sistemului SCADA Sunt după cum urmează [4]: - culegerea datelor prin intermediul controller-elor de teren sau direct de la senzori sau echipamente de măsură; - stocarea datelor în baze de date, împreună cu informaţiile de timp şi stare proces; - prezentarea măsurătorilor în mai multe formate (digital, analogic, bar-graph, grafic tendinţa); - generarea automată a alarmelor la praguri prescrise de utilizator; - trimiterea automată sau la comandă manuală a alarmelor şi comenzilor la distanţă (prin reţea LAN); - rapoarte de activitate generate zilnic ce conţin parametrii de funcţionare ai instalaţiei şi rapoarte ce conţin parametrii apelor epurate la evacuarea acestora; - controlul accesului utilizatorilor la configurări şi comenzi (pe bază de parole); - jurnal de operaţii efectuate de către utilizatori. Funcţionarea sistemului

Conducerea automată a procesului are la bază un automat programabil din seria S7-300 (PLC1) care conduce la nivel primar procesul tehnologic, pe mai multe fire de execuţie. Funcţiile de bază pe care acesta le îndeplineşte sunt, pe lângă conducerea procesului, conversia şi transmiterea mărimilor de proces, algoritmi de control PID, comunicarea cu serverul SCADA, cu automatul programabil al staţiei de pompare (PLC2) şi cu modulul operator. Automatul programabil de la staţia de pompare asigură conducerea locală a staţiei de pompare, în mod autonom (când legătura cu PLC1 este întreruptă) sau în mod “SLAVE” în situaţia de funcţionare normală. Acesta asigură atât conversia mărimilor de proces (analogice sau digitale) citite de la traductori, cât şi trimiterea acestora spre PLC1 şi sistemul SCADA [2].

Prin definiţie, sistemul informatic SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) reprezintă un sistem informatic modern, destinat urmăririi şi conducerii operative a proceselor industriale, pe baza datelor achiziţionate on-line. Din punct de vedere software, sistemul SCADA este o aplicaţie client-server, formată dintr-un server de aplicaţie care asigură în principal funcţiile de achiziţie, stocare, prelucrare şi transmisie de date şi un număr de aplicaţii client care asigură funcţiile de vizualizare a mărimilor achiziţionate şi raportate. Monitorizarea şi comanda staţiei se realizează atât de la distanţă folosind reţeaua VPN şi aplicaţii tip client, cât şi local folosind serverul SCADA sau interfeţele HMI existente. Aplicaţia este configurată în scopul urmăririi permanente a evoluţiei procesului, semnalizând orice incident de tip alarmă sau avarie. Istoricul acestor evenimente va fi accesibil pentru operator prin intermediul unei liste de alarme. De asemenea, aplicaţia va genera automat rapoarte de activitate periodice sau de evacuare, sub forma unor tabele de valori. Aceste rapoarte sunt stocate pe hard-disk-ul staţiei server, ca fişiere în format ”.rtf”, fiecare fişier conţinând câte un raport [4].

Din punct de vedere al interfeţei, aplicaţia SCADA are ca punct de plecare o schemă sinoptică a întregului proces, prin intermediul căreia operatorul poate să identifice cu uşurinţă starea în care se află atât procesul tehnologic, cât şi elementele componente ale acestuia (fig. 2). Prin intermediul elementelor interactive de control se pot accesa direct diferitele zone de interes ale aplicaţiei, respectiv lista de alarme (fig. 3), secţiunea dedicată graficelor de proces (fig. 4), secţiunea dedicată modificărilor parametrilor tehnologici, sau secţiunea dedicată vizualizărilor de rapoarte de activitate. Corespunzător fiecărui subproces, secţiunea dedicată graficelor oferă posibilitatea vizualizării predefinite a anumitor grupuri de mărimi, în scopul evidenţierii interdependenţelor între acestea, pe perioade corespunzătoare de timp. Aceste vizualizări sunt accesibile prin intermediul butoanelor de acces rapid [3].

Ecoterra, no. 26, 2011

163

Fig. 2. Pagina principală

Fig. 3. Lista de alarme

Fig. 4. Pagina cu grafice de proces

Ecoterra, no. 26, 2011

164

Concluzii Utilizarea de aplicaţii de tip SCADA în procesele de automatizare aduce importante

beneficii în ceea ce priveşte eficienţa şi utilizarea în exploatare, mai ales în cazul proceselor tehnologice de epurare a apelor uzate, situaţii în care este vitală urmărirea pe termen lung a variaţiilor parametrilor de proces. Datorită posibilităţii de intervenţie asupra procesului, de la nivel ierarhic superior, se pot elabora metode specifice de control, în scopul minimizării resurselor implicate în procesul de epurare. Un bun exemplu în acest scop este oferit de posibilitatea de modificare a parametrilor algoritmului de control PID implementat la controlul suflantelor astfel încât să rezulte o maximizare a eficienţei utilităzii acestora.

Bibliografie 1. *** Datasheet Catalog.Com - Catalog internet componente electronice-Tranzistor MOSFET IRF840PBF 2. *** Datasheet Catalog.Com - Catalog internet componente electronice - Circuit integrat UC2825 3. *** DatasheetCatalog.Com - Catalog internet componente electronice - IR 2113 4. *** www.automatizari-scada.ro Date de contact Grigore VLAD: S.C. ICPE Bistriţa S.A., str. Parcului, nr. 7, 420035, Bistriţa, jud. Bistriţa-Năsăud, România, e-mail: icpe@icpebn.ro