Redundant kontrollsystem på VIVA Foto: Carl-Erik Eriksson geir.sommervold@trondheim.kommune.no
Vikelvdalen vannbehandlingsanlegg Filtermassen av marmor tilfører vannet kalk og endrer vannets tærende egenskaper i vannrørene. Klor og UV-stråling sikrer deg et helsemessig betryggende drikkevann. Klor dreper virus og bakterier, UV-stråling ødelegger formeringsevnen til parasitter. Pilotforsøk på utvidet vannbehandling pågår.
BAKGRUNN FOR PROSJEKTET Forprosjektet fra 2009 tok utgangspunkt i en ROS analyse for vannforsyningen tilknyttet Jonsvatnet. ROS analyse konkluderte med at kontrollsystemet ved VIVA var sårbart og kunne sette forsyningen i fare ved uforutsette hendelser. Det var kontrollanleggets oppbygging med sentralt punkt i stjernetopologi som var bekymringen.
Krav om 2 hygieniske barrierer og kun 1 PLS.
Originalt PLS system Sd Server Sd Klienter Sd Klienter PLS 01 Råvann PLS 08 Filtermasse Fiberswitch PLS 02 Ventilasjon PLS 03 Varme PLS 04 Klor PLS 06 co 2 PLS 07 Filteranlegg Topologiskisse viser at anlegget er sårbart om det skulle skje noe PLS 09 Prøvevann Strømforsyning med nødstrøm via aggregat og lokal batteribackup.
Problemstillingen! Sd Klienter PLS 01 Råvann Sd Server Fiberswitch Sd Klienter PLS 02 Ventilasjon PLS 03 Varme PLS 04 Klor PLS 06 co 2 PLS 07 Filteranlegg PLS 08 Filtermasse PLS 09 Prøvevann Utfall eller uønskede hendelser i fiber-switch eller i omgivelsene. Dette kan føre til brudd i kommunikasjon i prosessanlegg og toppsystem.
Planleggingen Forprosjektet ble gjennomført etter en befaring hvor man først beskrev bestående kontrollanlegg med de svakhetene som var kartlagt og med manglene påpekt i ROS analysen. Det ble videre skissert tiltak for å lukke avvik fra ROS analysen. Tiltak var overgang fra stjernekoblet kontrollanlegg til redundant kontrollanlegg og to ulike varianter av disse.
Konkusjonen i forprosjekt Variant 1: Overgang til redundant kontrollanlegg hvor stjernepunktet ble beholdt. Variant 2: Overgang til redundant kontrollanlegg ordnet som maskenett og med veien om stjernepunktet, gradvis ombygging. Variant 3: Overgang til redundant kontrollanlegg ordnet som maskenett og hvor stjernepunktet ble fjernet.
Prosjekt organisasjon redundant pls Ekstern konsulenter: Rambøll. Byggeleder : Rambøll. Valgt leverandør etter anbud: Oneco Teksal Midt-Norge a/s.
Anbudsbeskrivelse Det ble valgt å henvise til opprinnelig prosessbeskrivelse som supplerende informasjon sammen med I/O lister som ble lagt ved som anbudsunderlag for de enkelte understasjoner. På grunn av regler for offentlig anskaffelse ble anlegget beskrevet slik at man kunne bygge opp et anlegg på nytt igjen. Det ble da henvist til I/O lister og bestykning på nyere deler av eksisterende anlegg som eksempel på beskrevet standard. Som kompensasjon for ufullstendig prosessbeskrivelse ble det henvist til at arbeidet måtte utføres i dialog med anleggets driftspersonell som kunne gi utfyllende informasjon om de enkelte prosesser og endringer utført etter idriftsettelsen.
Anbudsbeskrivelse Det ble lagt vekt på at det nye anlegget skulle bestå av en redundante CPU-løsning, hvor CPUene var koblet sammen over en høyhastighetslink. Tilknyttet CPU var underliggende I/O stasjoner som distribuerte I/O. All prosessering på CPU og kommunikasjon mellom CPU og I/O på fiber. Mellom distribuert I/O og feltutstyr ble det av kostnadsmessige hensyn valgt å benytte eksisterende parkabler. Som en tilpassing til framtidige behov ble det valgt å beskrive distribuerte I/O Med støtte for feltbussteknologi. Strømforsyning skulle også være redundant
Redundant strømforsyning Strømtilførsel legges opp med dobbel tilførsel. En fra UPS/nødstrømsaggregat og en direkte fra ekstern nett(sømløs bytte ved feil).
Ups og batteripakke Montert i 2009 i forbindelse med installasjon av uv. 30 min uavbrutt forsyning til hele prosessen. Sikrer jevn spenning ved drop.
Anbudsbeskrivelse Det ble for kablingen fokusert på at kabelføringer skulle være uavhengige. For å sikre kontroll på hardware, samt luke ut hardware/software feil ble det beskrevet at entreprenør skulle gjennomføre FAT, PRE-SAT og SAT. Siden det ikke forelå god nok dokumentasjon ble det besluttet å legge inn et krav om at entreprenør skulle ta med overgang fra papirbasert dokumentasjon til elektronisk dokumentasjon.
Dokumentasjonsbase
Dokumentasjon
Implementering av hendelseslogg for operatører lage en søkbar base tilgjengelig ved høyreklikk på objekt. Lagres i webapplikasjonen Gurusoft melding.
Web rapport Automatisk overføring av data fra sd anlegg til Gurusoft. Sikrer enkel tilgang av data fra anlegget på web.
Fabrikk integrert test(fat) Sjekk av alle I/O og strøm funksjoner. Gjennomgang av utstyr og koblinger.
Integrert test(pre-sat) Test på anlegget med alle panel koblet til ny hoved pls. Generell sjekk av komponenter og I/O.
Konvertering av systemet med anlegget i drift. Sd Klienter Sd Server Sd Server Sd Klienter PLS 1 PLS 2 US 01 Råvann Fiberswitch US 02 Ventilasjon US 03 Varme US 04 Klor US 06 co 2 US 07 Filter US 08 Filtermasse US 09 Prøvevann Us prosessorer flyttet fra undersentraler til 2 hoved pls er. Undersentraler konvertert til distribuert I/O. Powerbus og hoved UPS som kan drifte hele anlegget i 30 min.
Redundant pls system Sd Klienter Sd Server Sd Server Sd Klienter PLS 1 PLS 2 US01 Råvann Forenklet topologiskisse US02 Ventilasjon US03 Varme US04 Klor US06 co 2 US07 Filter US08 Filtermasse US09 Prøvevann I tillegg til I/O: forsyningslinjer for strøm, en ekstern og en direkte.
Integrering i anlegget Utkobling av tilhørende utstyr. Midlertidige koblinger for å opprettholde leveranse. Tilkobling av prosessutstyr
Ferdig koblet og testet CPU PLS Understasjon Distribuert I/O Fiber-link powerbus
Hva nå? Kjøre SAT for sjekk av funksjonaliteten. Kvalitetssikre at dokumentasjon stemmer. Opplæring av driftspersonell, sikre at kompetansen er tilfredsstillende. Kjøre kontinuerlig oppdateringer av software og dokumentasjonsbase. Kvalitetssikre alarmer og sendingen av disse.
Refleksjoner! Viktig med involvering av driftspersonell fra starten av. Få satt fokus på feil/mangler og ev. optimalisering. Hvem eier rettighetene til pls programmene? It-sikkerhet burde vært en del av anbudet! Hvordan opprettholde kompetanse.
Et innspill! Et supplement til denne rapport for å lette anbudsprosesser. Standardisere data kommunikasjon mellom forskjellige leverandører.
Et innspill! Som et supplement til norsk vann rapport nr. 152 for å lette anbudsprosesser og standardisere kommunikasjon mellom forskjellige leverandører: Hvis man plasserer de forskjellige kommandoene og statusene mellom PLS og SCADA (Citect) på faste bitplasser. Lage et prosessgrensesnitt som skal sørge for at alle objekter har samme struktur og inneholde den samme informasjonen, uavhengig av leverandør. Dette vil forenkle implementering og minske kostnader ved framtidige endringer.
Vi kan ta for oss en analogmåler: I prosessgrensesnittet blir det definert standarder. Den skal inneholde ett kommandoord og ett statusord(16-bit). Hver av bitene tilsvarer en status (feil, blokkert, høyalarm, lavalarm, osv.) eller en kommando (blokker alarm, frigi alarm). Bitene tilsvarer også en tallverdi (bit 0 = 1, bit 1 = 2, bit 3 = 4, bit 4 = 8, osv). Hvis vi sier at bit 0 = feil og bit 4 = høyalarm, er det likegyldig om det er f.eks Siemens eller AndersAutomasjon som har levert anlegget, hvis bit 0 er høyt, betyr det feil.
Takk for oppmerksomheten! geir.sommervold@trondheim.kommune.no