Risiko og sårbarhet innen vannforsyningen

Transkript

1 Svartediket Risiko og sårbarhet innen vannforsyningen Driftskontrollanlegg Thomas Frydenberg

2 Hva omfatter begrepet driftskontroll I ROS sammenheng er det prosesskontroll funksjonen i driftskontrollanlegget som er sårbart. Andre funksjoner som lagring av historikk og bruk av data til optimalisering og modellering etc. er viktige funksjoner i driftskontrollanlegget, men jeg vurderer ikke disse som et ROS tema. Driftskontroll i denne sammenheng vil jeg definere som hele kjeden fra: Felt utrustning (måleutstyr, tavleutrustning) PLS anlegg Skjermsystem Tilhørende samband i mellom disse elementene.

3 Det komplette prosesskontrollanlegget

4 Feilsituasjoner i vannforsyningen som har sammenhenger med driftskontroll: 1. Stopp i produksjon, enten i hele eller deler av vannverket 2. Tap av mulighet til å gjøre endringer i prosess/produksjon 3. Stopp i eller upålitelig varsling om feilsituasjoner

5 Tekniske løsninger i driftskontrollanlegget Jeg vil ta fram noen elementer i driftskontrollanlegget som påvirker sannsynlighet for at disse feilene oppstår. Ingen kjede er sterkere enn det svakeste ledd og driftskontrollanlegget må ikke bli et sårbart ledd som går på tvers av flere linjer i prosessanlegget eller vannforsyningen. Bruk av internett og kommunale nett i vannverkets driftskontrollanlegg. Programmering og programmeringsunderlag.

6 Produksjonslinjer Det er viktig at linjedeling i prosessanleggene også blir ivaretatt i prosesskontrollanlegget.

7 Harstad vba linjefilosofi 2 produksjonslinjer. Anlegget bygges delt i 2 prosesslinjer både fysisk, elektroteknisk og styringsmessig med en filterlinje, en spylepumpe, en doseringspumpe, min ett UV-aggregat, en kompressor, ett tavlerom og en PLS for hver linje. Den ene linjen skal kunne opprettholde halv vannproduksjon på anlegget hvis den andre linjen er ute av drift.

8 UV-anlegg Et utfordrende prosessavsnitt for driftskontroll Kjennetegn ved en UV installasjon: UV aggregater og tavler er en komplett fabrikatavhengig pakke. Selv om UV-tavler framstår som enhetlig masseproduserte produkter finnes det alltid et utall varianter. Kommunikasjon mot overordnet PLS/driftskontroll er ofte basert på seriell kommunikasjon dvs bus. (Modbus, Profibus) Det har vært en UV-boom i bransjen og mange installasjoner er utført i eksisterende anlegg dette gjør helhetlig planlegging mer komplisert. Desinfeksjon er kanskje det viktigste prosesstrinn i vannverket.

9 UV-anlegg Et utfordrende prosessavsnitt for driftskontroll Skrekk senarioet: Hele UV-installasjonen blir avhengig av en PLS, ofte levert og programmert av UV-fabrikanten eller av en underleverandør til en norsk UV-forhandler. UV-PLS med strømforsyning etc. er av et annet fabrikat enn i vannverkets driftskontrollanlegg. Det er uklart hvilken enhet som styrer hva, vannverkets PLS, UV-PLS, eller den enkelte aggregattavle. Ingen har hele oversikten og ofte er en avhengig av en programmerer som sitter i utlandet.

10 UV og driftskontroll Forslag til løsning Hvert UV-aggregat leveres med separat standard UV-tavle UV-tavlene styrer lampene med eventuell effektstyring. Hver UV-tavle knyttes til PLS (evn PLSer) i driftskontrollanlegget. Driftskontrollanlegget foretar overordnet styring som valg av antall aggregater i samtidig drift, aggregater til vask, alarmgrenser etc. Informasjonsutveksling med UV-tavlene må gjennomgås nøye med leverandør. Still krav til hvilke data en får tilgang til! Målesignal fra alle intensitetssensorer samt effektpådrag må overføres til driftskontroll.

11 UV anlegg Svartediket Fire aggregat fordelt på to prosesskontrollinjer

12 Svartediket vba UV-anlegg med skap

13 Samband i driftskontrollanleggene Anleggene har i prinsipp to forskjellige sambands behov: 1. Samband mellom utestasjoner dvs.plser. Radio, linjer, mobil etc 2. Samband mellom servere og arbeidsstasjoner. Jeg vil her kun komme inn på den siste sambandsbehovet. Dette er samband på PC nivå, IP samband, og stadig flere elementer i driftskontrollanlegget knyttes sammen via IP samband. Ofte går sambandet via internett og/eller kommunale nettverk. Trenden har vært i retning av sentraliserte løsninger med en server, gjerne en WEB server, hvor alle bilder, historikk etc for hele driftskontrollanlegget i kommunen er lagt inn.

14 Argumenter for sentraliserte løsninger: Full tilgang til driftskontroll fra alle PCer i nettet eller internettet Programvare, lisenser etc er plassert på kun en maskin. Enklere vedlikehold. Serveren kan driftes av kommunens ITavdeling og gjerne plasseres på rådhuset i et IT-rom. Kun en serverlisens i anlegget gir lavere investeringskostnad.

15 Risiko for å miste mulighet til å gjøre endringer i prosessen lokalt i vannverket! Spørsmål som bør stilles: Er det kommunale nettet med driftsorganisasjon laget for prosesstyring med krav til tilnærmet 100% oppetid? Har internett eller nettleverandøren løsninger og driftsorganisasjon for prosesstyring? Kvalitet på vitale komponenter i sambandet? Strømforsyning til komponenter i sambandet, Routere, UPS, 24 volt batteri? Reservedeler?

16 Kritiske funksjoner Følgende kritiske funksjoner bør ikke være avhengig av kommunale nett eller internett: Samband mellom lokal arbeidsstasjon og lokal PLS på et vannbehandlingsanlegg eller en annen viktig stasjon i vannverket. Oppringer for alarmer. Samband for styring eller regulering mellom to prosesselementer, for eksempel pumpestasjon og basseng.

17

18 Programmering, generelt Den viktigste og samtidig mest arbeidskrevende innsats i et prosesskontrollanlegg er programmeringen. Det finnes mye kompetanse både hos anleggseier, entreprenør og rådgiver. Funksjoner, kommandoer og alarmer som ikke er programmert finnes heller ikke. Generelt bør en være oppmerksom på følgende forhold: Strømbrudd, hva skjer når strømmen går og når den kommer tilbake? Sambandsbrudd, hva skjer når en mister samband til høydebasseng? Målefeil, hva skjer automatisk og hvilke muligheter har operatøren ved feil på et måleinstrument? Alarmer, er alle viktige alarmer definert? Er det mulighet for å blokkere alarmer, ikke bare fra alarmliste, men også fra PLS program?

19 Programmering klordosering Eksempel fra virkeligheten Klor doseres proporsjonalt med mengde ut fra vannverket. Signal fra mengdemåleren er en sluttet strømsløyfe som går en lang veg gjennom anlegget, via flere tavler. En elektriker forårsaker brudd i målesløyfa med resultat at målt vannmengde blir 0. Da blir også klordosering 0, den er jo proporsjonal med vannmengde! Anlegget leverer til en sone der nattforbruk er min 50% av dagforbruk, mao. ingen vannmengde er en helt uaktuell situasjon. Løsning er å legge inn i programmet en minste klordosering tilpasset et antatt forbruk eventuelt styrt etter klokkeslett.

20 Ikke la en målesløyfe bli for lang. I eksemplet gikk denne gjennom mange elementer, som: - Viserinstrument - Rørbruddstavle - CO 2 tavle - PLS for klordosering - PLS i driftskontroll Lag korte sløyfer inn til PLS og kopier signalet videre herfra. Rørbruddstavle CO 2 tavle Klor-tavle

21 Programmering rørbruddsventil Eksempel fra virkeligheten. Rørbruddsventilen i et høydebasseng stenger. Fra tykkgiver i en nedstrøms pumpestasjon og fra mengdemåler ut av bassenget er det tydelig at det ikke dreier seg om et rørbrudd. Årsak er feil i en digital hastighetsgiver i ledningen. Rørbruddsalarm og de andre detaljene observeres på skjermen i vannbehandlingsanlegget. Bassenget ligger høyt opp i lia og det har snødd mye. Datakommunikasjon opp til høydebassenget er av beste klasse fiberkabel. Det finnes ingen kommando til å åpne ventilen i driftskontrollanlegget!

22 Oppsummering Ikke la driftskontrollen bli et svakt ledd som ødelegger sikkerhetsgrader innebygget i vannverket. Alarmutsending og mulighet for å utføre endringer i prosessen må ikke være avhengig av større nettverk som internett eller kommunale nett. Bruk tid og resurser på å utarbeide et grundig programmeringsunderlag.

23 Takk for oppmerksomheten!