Jak inżynierowie wykorzystują Platformę Systemową AVEVA w ciepłownictwie?

MPEC Nowy Sącz od blisko 30 lat dostarcza ciepło systemowe mieszkańcom Nowego Sącza i Starego Sącza. Ciepłownie i kotłownie o łącznej mocy ponad 90 MW ogrzewają obiekty o łącznej powierzchni ponad 1 300 000 m². Nadrzędnym celem przedsiębiorstwa jest dbałość o ciągłość dostaw oraz podnoszenie jakości usług, a także troska o środowisko. Spółka z powodzeniem realizuję stopniową dekarbonizację procesu wytwarzania ciepła.

Aby te cele zrealizować, niezbędne jest właściwe sterowanie i zarządzanie źródłami ciepła oraz węzłami ciepłowniczymi. Oprogramowanie SCADA działające w MPEC Nowy Sącz nadzoruje ponad 60 km sieci ciepłowniczej, w tym ponad 600 węzłów ciepłowniczych. System umożliwia wizualizację sieci, sterowanie oddalonymi lokalizacjami, a także monitorowanie awarii. Pierwotnie rozwiązanie bazowało na oprogramowaniu AVEVA InTouch HMI, a przez kolejne lata było sukcesywnie rozbudowywane i modernizowane.

W związku z nowymi wyzwaniami i potrzebą skalowania systemu SCADA o nowe źródła ciepła, zdecydowano o przeprowadzeniu migracji do Platformy Systemowej AVEVA. Obecnie aplikacja osiągnęła wielkość 50 000 zmiennych typu I/O oraz 12 000 zmiennych zapisywanych w przemysłowej bazie danych AVEVA Historian. System jest otwarty – jest możliwa jego dalsza płynna rozbudowa o nowe funkcjonalności.

Serwer Platformy systemowej działa w centrali przedsiębiorstwa. Podłączonych do niego jest pięć klienckich stacji wizualizacyjnych, z czego cztery pracują lokalnie, a dodatkowa piąta stacja jest oddalona o 4  km i połączona światłowodem. W trakcie wdrożenia jest kolejna stacja operatorska, tym razem działająca w Starym Sączu.

Wszystkie stacje są identyczne pod względem funkcjonalności, a więc pozwalają na zarządzanie całą siecią z dowolnego miejsca. Dostęp do poszczególnych funkcji ograniczony jest wyłącznie uprawnieniami operatora, który loguje się do stacji, ale niezależnie od tego, do której się zaloguje, ma do dyspozycji dokładnie te same możliwości.

Rozproszone węzły ciepłownicze znajdują się w blokach mieszkaniowych i wielu innych budynkach na terenie Nowego Sącza i Starego Sącza. Obecnie jest ich ponad 600, a z systemem SCADA komunikują się one za pomocą łącz internetowych. W samych węzłach zastosowane są m.in. regulatory Samson, a komunikacja pomiędzy urządzeniami wykorzystuje łącze RS-485.

System sterowania kotłownią Millenium II oparty jest na sterownikach Emerson PACSystems RX3i oraz panelach operatorskich Emerson. Każdy z pięciu kotłów sterowany jest osobnym kontrolerem RX3i, a dodatkowy piąty pełni funkcję sterownika głównego, zbierającego i zarządzającego wszystkimi pomiarami.

System SCADA pozwala na zdalne zarządzanie wszystkimi obiektami z dyspozytorni. Aplikacja umożliwia podgląd wszystkich parametrów, weryfikację prawidłowości działania wszystkich urządzeń, a także kontrolowanie procesu poprzez zdalną zmianę nastaw. W momencie gdy pojawia się błąd lub alarm na sieci, operatorzy są w stanie szybko wykryć i zidentyfikować problem.

Dzięki oprogramowaniu AVEVA pracownicy mają możliwość generowania raportów oraz analiz dla poszczególnych źródeł i punktów pomiarowych. Do dyspozycji są przede wszystkim raporty (mogą być dobowe lub okresowe) z poszczególnych obiektów lub urządzeń (np. z kotła). Obejmują one konkretne parametry, które są potrzebne do dalszych analiz. Co godzinę zbierane są odczyty np. temperatury, ciśnienia, przepływów czy mocy.

Co istotne, zbiorcze raporty z wszystkich obiektów są bardzo łatwo dostępne – za pomocą jednego kliknięcia myszą. Wdrożony system umożliwił rezygnację z ręcznego prowadzenia książki obiektu. Obecnie istnieje elektroniczna książka obiektu, wypełniana automatycznie na podstawie raportów SCADA. Pracownicy generują np. raport z dnia pracy urządzeń, a parametry, które dawniej trzeba było wpisywać ręcznie, teraz automatycznie trafiają do arkusza kalkulacyjnego.

Ważnym elementem systemu SCADA jest system alarmowy. Dla poszczególnych czujników oraz parametrów pracy urządzeń określone są zakresy prawidłowych wartości. Alarm zgłaszany jest po ich przekroczeniu. Dzięki temu operatorzy automatycznie i natychmiastowo otrzymują informację o wszelkich awariach lub odchyłach, które mogą skutkować wystąpieniem problemów. Osobne alarmy dotyczą też przekroczenia mocy elektrycznej na stacji energetycznej. Obecnie aż 90% wszystkich pomiarów jest uwzględnianych w systemie alarmowym.

Digitalizacja sieci ciepłowniczej to klucz do ciągłego doskonalenia procesów – niezbędnego dla zachowania konkurencyjności. Zdalne zarządzanie infrastrukturą ciepłowniczą umożliwia szybsze reagowanie na nieprzewidziane sytuacje, a także skuteczniejsze planowanie produkcji. MPEC Nowy Sącz planuje dalszą rozbudowę opisywanego wdrożenia: zamierza stworzyć globalny system zarządzania i podłączyć do aplikacji SCADA wszystkie obiekty infrastruktury ciepłowniczej, należące do spółki.

Redaktor tekstu: Mateusz Pierzchała