Αναβάθμιση συστήματος αυτοματισμού – Το παράδειγμα της Δ.Ε.Υ.Α. Ρεθύμνου

Του Μάριου Δασκαλάκη*

Η Δ.Ε.Υ.Α. Ρεθύμνου έχει την ευθύνη των υπηρεσιών ύδρευσης και αποχέτευσης του ενιαίου πλέον, Καλλικρατικού Δήμου Ρεθύμνου. Πρωταρχικός στόχος της είναι η αδιάλειπτη παροχή άριστης ποιότητας πόσιμου νερού, καθώς και η επεξεργασία και διάθεση των λυμάτων με την αξιοποίηση των δυνατοτήτων των νέων τεχνολογιών, για την προστασία του περιβάλλοντος.

Με γνώμονα τα παραπάνω, ή επιχείρηση είναι πρωτοπόρος στην αξιοποίηση των τεχνολογιών αυτομάτου ελέγχου τόσο στα σημεία παραγωγής και διάθεσης πόσιμου νερού (Γεωτρήσεις, Δεξαμενές, Αντλιοστάσια ύδρευσης κ.α.) όσο και στην διαχείριση λυμάτων (Αντλιοστάσια λυμάτων, Βιολογικός Καθαρισμός κ.α.). Ήδη από το 1995 ήταν από τις πρώτες Δ.Ε.Υ.Α που ενσωμάτωσε συστήματα λογικών ελεγκτών (PLC) για τον έλεγχο της λειτουργίας των βασικών εγκαταστάσεών της καθώς και λογισμικά επίβλεψης, ελέγχου και συλλογής δεδομένων (SCADA)  για να εξασφαλίσει την απομακρυσμένη επίβλεψη των εγκαταστάσεών της όλο το 24ωρο. Από την εγκατάστασή του συστήματος και χάρη στην ανοιχτή και στενή συνεργασία της Δ.Ε.Υ.Α με τον κατασκευαστή καθώς και με τους τοπικούς System Integrators, το σύστημα λειτουργούσε αδιάκοπα εξυπηρετώντας τις ανάγκες του προσωπικού για απομακρυσμένο έλεγχο και επίβλεψη.

Μετά από 20 και πλέον χρόνια λειτουργίας του παραπάνω ενιαίου συστήματος, η Δ.Ε.Υ.Α. Ρεθύμνου αποφάσισε την αναβάθμιση του εκσυγχρονίζοντάς το, τόσο σε επίπεδο  εξοπλισμού και λογισμικού όσο και σε επίπεδο επικοινωνιών (Χρήση δικτύου κινητής τηλεφωνίας 3G/4G και ασφάλεια μετάδοσης δεδομένων μέσω ασφαλούς διαύλου VPN).

Επιλογή Εξοπλισμού και Πλεονεκτήματα

Η επιλογή της νέας υλικοτεχνικής υποδομής στηρίχθηκε στους παρακάτω παράγοντες:

• Την ήδη υπάρχουσα εξοικείωση των χειριστών με τις λειτουργίες και τις δυνατότητες του εξοπλισμού PLC και του λογισμικού.
• Την αναβάθμιση και ενοποίηση του παλαιού εξοπλισμού σε επίπεδο εισόδων / εξόδων (Ι/Ο) με σύγχρονο υλικό καθώς και λογισμικό SCADA.
• Ενσωμάτωση της συσσωρευμένης πολυετούς εμπειρίας και τεχνογνωσίας του κατασκευαστή (Siemens) και των τεχνικών εταιρειών υποστήριξης και ανάπτυξης (System Integrators) στο χώρο της διαχείρισης υδάτινων πόρων, ελέγχου διαρροών και διαχείρισης λυμάτων, καθώς και της αναντικατάστατης εμπειρίας του προσωπικού της Δ.Ε.Υ.Α Ρεθύμνου στην λειτουργία, τις απαιτήσεις αλλά και τις ιδιαιτερότητες των εγκατεστημένων σημείων.
• Αξιοποίηση τελευταίας γενιάς τεχνολογιών και επικοινωνιών ώστε να εξασφαλίζεται η αδιάλειπτη, ταχύτερη και βέλτιστη οικονομοτεχνικά επικοινωνία.

Το νέο ολοκληρωμένο σύστημα περιλαμβάνει:

• Σταθμούς Ύδρευσης: Κεντρικό Αντλιοστάσιο και Δεξαμενές Ύδρευσης

• Σταθμούς Αποχέτευσης: παλαιά και νέα αντλιοστάσια λυμάτων

• Κεντρικό σταθμό : Κέντρο Ελέγχου στην θέση του κεντρικού αντλιοστασίου λυμάτων όπου υπάρχει 24ωρη βάρδια προσωπικού

Υλοποίηση Εφαρμογής

• Αναβάθμιση υλικού / λογισμικού

Στο υπάρχον σύστημα, όλα τα σημεία ελέγχου είχαν ως βάση μονάδες ελεγκτών Simatic S5 (95U και 100U) ενώ, η επικοινωνία τους με το κέντρο ελέγχου γινόταν μέσω μισθωμένων γραμμών ΟΤΕ και αναλογικών μονάδων modem.  Μετά την αναβάθμιση, όλες οι μονάδες αντικαθίστανται με τους τελευταίας γενιάς ελεγκτές Simatic S7-1200 και S7-1500 κάτω από το κοινό λογισμικό προγραμματισμού TIA Portal V14. Το νέο λογισμικό επίβλεψης και ελέγχου αναπτύχθηκε στο WinCC V14 Professional, επίσης έχοντας κοινή βάση το TIA Portal. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται η πλήρης ομοιογένεια του συστήματος καθώς και ο εκσυγχρονισμός του με όλες τις δυνατότητες που προσφέρουν τα πλέον σύγχρονα συστήματα αυτοματισμού τελευταίας γενιάς.

• Αναβάθμιση Δικτύου Επικοινωνίας και Ασφάλεια

Φυσικά, ένα τόσο προηγμένο σύστημα απαιτεί και την ανάλογη ταχύτητα και αξιοπιστία μετάδοσης δεδομένων. Για τον λόγο αυτό επιλέχθηκε η δοκιμασμένη σε πολλές αντίστοιχες εφαρμογές χρήση του δικτύου κινητής τηλεφωνίας (DATA). Οι ταχύτητες που προσφέρονται πλέον (έως 4G+) είναι αντίστοιχες των καλωδιακών συνδέσεων βιομηχανικού Ethernet ενώ η διαθεσιμότητα ξεπερνάει το 99.5%. Την ασφάλεια της διασύνδεσης εξασφαλίζει ένα κλειστό δίκτυο VPN (Intermobile VPN) αποκλείοντας την πρόσβαση στα δεδομένα και τις ρυθμίσεις του συστήματος σε οποιονδήποτε δεν ανήκει σε αυτό. Όλα τα δεδομένα φθάνουν μέσω του παραπάνω δικτύου στο κέντρο ελέγχου (Control Center) και στον βιομηχανικό Rack Server (Siemens IPC 547G) ο οποίος αναλαμβάνει την καταγραφή και διαχείρισή τους ενώ υποστηρίζει και το λογισμικό επίβλεψης και ελέγχου σε επίπεδο Server. Οι τελικοί χρήστες μπορούν να συνδεθούν στον παραπάνω Server είτε τοπικά (Local Clients) είτε απομακρυσμένα (Remote Web Clients) ώστε να αποκτήσουν πρόσβαση στα δεδομένα και έλεγχο των διεργασιών. Για την διασύνδεση των χρηστών με τον Server χρησιμοποιείται ειδικό λογισμικό που εξασφαλίζει την ασφάλεια της σύνδεσης (Siemens Web Navigator) μέσω κρυπτογράφησης των δεδομένων και μετά από πιστοποίηση ελέγχου ταυτότητας. Σε κάθε περίπτωση όμως ακόμα και οι χρήστες δεν έχουν πρόσβαση στο λογισμικό και λειτουργικό του κεντρικού Server εξασφαλίζοντας την ασφάλεια και την ομαλή λειτουργία του συνολικού συστήματος.

• Ηλεκτρολογικές Διατάξεις

Μεγάλη πρόκληση αποτελούν οι ηλεκτρολογικές εργασίες εγκατάστασης του νέου υλικού λόγω της παλαιότητας και της γενικής κατάστασης των υπαρχόντων πινάκων αυτοματισμού και ισχύος. Οι μονάδες του νέου συστήματος εγκαθίστανται σε καινούριους πίνακες αυτοματισμού που πληρούν όλες τις σύγχρονες προδιαγραφές (ασφάλεια, αντικεραυνική προστασία, ταυτοποίηση καλωδιώσεων και σημάνσεων κτλ.) ενώ οι μονάδες ελεγκτών και επικοινωνίας διαθέτουν επιπλέον αυτονομία παροχής ενέργειας μέσω της  βιομηχανικής διάταξης αδιάλειπτης τροφοδοσίας (Industrial Rack UPS).

Επιλογή Εξοπλισμού και Πλεονεκτήματα

Με την ολοκλήρωση του συστήματος που βρίσκεται σε δοκιμαστική λειτουργία, η Δ.Ε.Υ.Α. Ρεθύμνου αποκτά μια υπερσύγχρονη πλατφόρμα αυτομάτου ελέγχου και επίβλεψης των κεντρικών σημείων των δικτύων  Ύδρευσης και Αποχέτευσης, με απεριόριστη επεκτασιμότητα και δεδομένη αξιοπιστία. Το παραπάνω αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση τόσο για την βέλτιστη παροχή υπηρεσιών στον τομέα τουριστικής ανάπτυξης του Δήμου όσο και για την γενικότερη ευημερία των πολιτών του.

Βάση αυτού, ήδη σχεδιάζεται η επέκταση του συστήματος που μπορεί να περιλαμβάνει πολλά περισσότερα σημεία ελέγχου ώστε να υπάρχει πλήρης εικόνα του συνόλου των δικτύων σε 24ωρη βάση. Επιπλέον, θα αντιμετωπιστούν περαιτέρω θέματα όπως, φαινόμενα διαρροών, πρόβλεψη αναγκών διαθεσιμότητας μέσω ανάλυσης των δεδομένων και μοντελοποίησης, ισοζύγια παραγωγής / κατανάλωσης νερού κτλ.

*Συντάκτης του άρθρου είναι ο Μάριος Δασκαλάκης, Μ.Δ.Ε, MSc., Ηλεκτρολόγος και Ηλεκτρονικός Μηχανικός, Γενικός Διευθυντής της εταιρίας “DATACHAIN” Μ. Δασκαλάκης και ΣΙΑ Ε.Ε.

Αναδημοσίευση του άρθρου από το περιοδικό των μηχανικών “Σύγχρονη Τεχνική Επιθεώρηση”, τ. 278