Vaasan vesi: Vesihuollon automaatio ja raportointi AVEVAn avulla

Vaasan Vesi huolehtii Vaasan kaupungin lähes 60 000 asukkaan vesihuollosta mukaan lukien veden hankinnan, puhdistuksen ja jakelun sekä viemäröinnin ja jätevesien käsittelyn kaupungin 400 neliökilometrin alueella.

Kaupungin vesihuollon automaatiojärjestelmä päätettiin uudistaa 2000-luvun alussa ja esiselvitystyö käynnistettiin 2004 koskien Vaasan veden vesilaitosten ja Påttin alueen puhdistamon automaatiojärjestelmän vaihtoa. Selvitystyötä ja itse projektia tekemään valittiin Avecon Oy Ab.

Esiselvitykseen sisältyi tutustuminen nykyiseen järjestelmään, tavoitteiden määrittely sekä eri automaatiojärjestelmien vertailu. Esiselvityksen pohjalta päädyttiin ethernet–pohjaiseen PC-ohjelmistojen ja PLC-ohjauslaitteiden automaatiokonseptiin, jolla saavutetaan helppo liitettävyys ja laajennettavuus eri ympäristöihin.

Vaatimuksena asennus käynnissä olevaan prosessiin

Projektista teki erityisen haastavan asiakkaan vaatimus uuden järjestelmän vaihdosta käynnissä oleviin laitoksiin ja prosessiin ilman seisokkeja. Edelleen edellytettiin, että järjestelmän ylläpidon tulee olla ennakoivaa ja teknisen tuen helppoa, jotta myös käyttöaikaiset seisokit saadaan eliminoitua. Kaupungin teknisten ja kaupallisten käsittelykierrosten jälkeen projekti päästiin aloittamaan syyskuussa 2005.

Vaasan Veden automaatio- ja raportointijärjestelmäksi valittiin AVEVA Wonderwaren System Platform ja siihen kuuluva Industrial Application Server (IAS) tietokantaohjelmisto, joka soveltuu hyvin hajautettujen prosessien ohjaukseen ja raportointiin. Koko projekti toteutettiin alle ennakoidun aikataulun ja järjestelmä otettiin käyttöön pääosin kesäkuun 2006 loppuun mennessä. Järjestelmän toimivuus varmistettiin alussa 1,5 kuukauden ympärivuorokautisella päivystyksellä, jonka aikana ei tullut ainuttakaan yhteydenottoa päivystäjälle.

Varmennettu ethernet hoitaa tiedonsiirron

Vaasan Veden ohjausjärjestelmä koostuu seitsemästä prosessiasemasta, joiden I/O-liitännät on hajautettu kentälle ala-asemien avulla. Prosessiasemina on seitsemän ohjelmoitavaa logiikkaa, joiden lisäksi hajautusasemina toimii kahdeksan erillistä ohjelmoitavaa logiikkaa.

Järjestelmän liikennöinti on täysin ethernet-pohjaista. Hyvän käyttövarmuuden saavuttamiseksi prosessi- ja hajautusasemien välinen yhteys on toteutettu valokuidulla. Erillisten kuitumuuntimien sijasta käytetään automaatiokäyttöön kehitettyjä ja valokuituportteilla varustettuja Hirschmann SPIDER 4TX/1FX -ethernet-kytkimiä. Ethernet-verkon reduntanttisuus on toteutettu renkaaseen johdotettujen älykkäiden Hirschmann RS2-4R-kytkimien avulla.

Wonderware IAS toimii sovelluksen tietokantana

Prosessin valvontaan ja raportointiin käytetään Wonderwaren Industrial Application Server (IAS) -tyypin hajautettua sovellustietokantaa, ja näytöt on toteutettu InTouch-valvomo-ohjelmistolla. Kaksi reduntanttisesti toimivaa Wonderware-työasemaa hoitaa yhteydet prosessiin. Näiden työasemien kautta operaattorit hoitavat prosessin valvonnan ja ohjauksen. Operaattoreilla on käytössään lisäksi siirrettävä työasema, jolla prosessia voidaan hallita eri puolilta laitosta ja myös sen ulkopuolelta.

Erillinen raportointityöasema tallentaa Wonderwaren Industrial SQL tietokantaan prosessin mittaukset myöhempää tarkastelua varten. Raportointiin on käytetty Aveconin Wonderware-ympäristöön kehittämää AvecReport- sekä Wonderwaren Active Factory Trend -ohjelmistoa.

Muutokset järjestelmään voidaan tehdä raportointi- tai erillisellä kehitystyöasemalla. Kehitystyöasemaan on myös käytössä laajakaistainen etäyhteys, jolloin järjestelmän valvonta ja ohjelmointi on mahdollista internetin välityksellä päivystäjän kotikoneelta tai langattoman yhteyden kautta.

IAS tarjoaa runsaasti etuja

Wonderware IAS-tietokantaohjelmiston käyttö tuo Vaasan Veden automaatiojärjestelmään lukuisia parannuksia ja etuja.

Järjestelmän projektointi toteutettiin käynnissä olevaan prosessiin ilman käyttöönoton seisokkeja. Samoin jälkikäteen tehtävät muutostyöt on helppo konfiguroida ja testata prosessin ulkopuolella ja siirtää sen jälkeen käynnissä olevaan sovellukseen.

• Projektin aikana voitiin ohjauskohteet luoda järjestelmään monistettavina ja parametroitavina objekteina, mikä vähensi projektiin kuluvaa aikaa ja kehitysvirheitä.
• IAS-tietokannasta on valmiit liitynnät kaikkiin merkittäviin eri toimittajien ohjauslaitteisiin, mikä helpottaa projektointia ja mahdollistaa jatkolaajennukset haluttuihin laitteisiin.
• IAS-tietokanta tukee hyvin kohteen hajautettua rakennearkkitehtuuria ja se sallii myös joustavat etäyhteydet eri käyttäjäryhmille.
• IAS-tietokannalla voidaan toteuttaa halutut varmennus- ja tietoturvatasot niin ohjauksissa kuin raportoinnissa.

Vaasan Veden käyttökokemukset myönteisiä

Myös Vaasan Veden edustajien mielestä projekti onnistui hyvin. “Projekti on mennyt nappiin”, toteaa Vaasan Veden käyttöpäällikkö Ruben Herrgård.

“Olemme tyytyväisiä niin projektin suunnitteluvaiheeseen kuin toteutukseen”, lisää instrumenttiteknikko Per-Eric Lindh ja jatkaa: “Uuden järjestelmän etuja ovat olleet mm. sen luotettavuus, säätöjen toimivuus sekä selkeät ohjaus- ja raportinti-ikkunat näytöissä, joista toimintaa ohjataan. Järjestelmän hajautettu verkkorakenne, kerättävän informaation suuri määrä sekä raporttien ulkoasu antavat hyvät valmiudet järjestelmän jatkokehitykselle. Wonderware IAS -pohjaisen automaatiojärjestelmän jako vikasietoisiin osaprosesseihin on myös tuonut tarvittavan toimintavarmuuden.”

Vaasan Veden automaatio- ja raportintijärjestelmän toteutti Avecon Oy Ab, jota Klinkmann Automaatio Oy:n tuki ja koulutti eri määrittely- ja projektivaiheissa.