SCADA Sistemlerinin Orta Gerilim Dağıtım Şebekesine Entegrasyonu ve Sayaç Otomasyonu

Transkript

1 SCADA Sistemlerinin Orta Gerilim Dağıtım Şebekesine Entegrasyonu ve Sayaç Otomasyonu Özkan ÖZEL 4 Şubat 2009

2 SCADA nedir? SCADA kelimesi ingilizce; Haberleşme Merkez Bağlantı Supervisory Control Automation and Data Acquisition kelimelerinin baş harfleri alınarak üretilen bir kelimedir. Yani; İzleme, Kontrol Otomasyon ve Bilgi Derleme anlamına gelir. Tek merkezden denetlenen sistemlerde 2

3 Kullanım Alanları Tüm Fabrika otomasyon ve modernizasyonlarında ( Su,Arıtma Tesileri,Petrokimya,Çimento,Demir Çelik,Otomotiv vb. ) Enerji izleme otomasyonunda Bina ve mağaza otomasyonunda Isıtma,Soğutma ve iklimlendirme Seracılık,Hayvancılık,Tarım sanayinde Fermantasyon sistemlerinde Makina ve Gıda Sanayinde Fiziksel büyüklerin ölçülmesi, gösterilmesi, kontrolü, verilerin saklanması, iletilmesi ve raporlanmasında Tek merkezden denetlenen sistemlerde 3

4 Neden? 1. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi Arz güvenliği Hata çözüm süresinin kısaltılması İşletme giderlerinin azaltılması Plansız kesintilerin azaltılması (önleyici bakım) 2. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi EPDK tedarik sürekliliği için raporlama ve sistem takibi Enerji verimliliği çalışmaları için temel analiz Harmonik analizi ile cezai yaptırım Gerçek reaktif güç faturalama 3. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama İşletme maliyetlerinin düşürülmesi Kayıp-Kaçak analizi 4

5 1. Arz Güvenliği ve Sürekliliği 2. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi 3. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi 4. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama 5

6 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği %5 %1 %16 %0 %8 15saniyede enerjilendirme Kesici kontrol ve izleme 5% 2% 8% 16% Klasik Akım Trafosu TOROİDAL Akım Trafosu Kablo Arıza izleme 2., 3. ve 4. seviye SCADA ile 16% Parafudr Akım Trafosu Havai Hat Güç Trafoları Yeraltı Kablosu Kesici %53 3 dakikada enerjilendirme 53% Havai hat Arıza izleme 2., 3. ve 4. seviye SCADA ile 6

7 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği %16 %0 %16 %5 %2 %8 %16 Parafudr Klasik Akım Trafosu TOROİDAL Akım Trafosu %16 Akım Trafosu Havai Hat Güç Trafoları Yeraltı Kablosu Kesici %53 Düşük Güçlü Akım Algılayıcısı TOROİDAL AKIM ALGILAYICISI Akım Trafolarının geliştirilmi tirilmiş son hali,, IEC Sekonder tarafının açık devre olabilmesi Kısa devreden etkilenmemesi (40kA tip testli hücre) h Hassas ölçüm özelliği (0.5 sınıfıs ölçüm) Düşük stok maliyeti 7

8 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği %5 %5 %1 Kesici kontrol ve izleme %8 %5 %2 %16 Açma devresi izleme. %16 Parafudr Akım Trafosu Havai Hat Güç Trafoları Yeraltı Kablosu Kesici Akım ve Gerilim ölçü trafoları izleme. Kesici açma zamanı ölçümü %53 Açma sayısı ve Kesme akımlar mların toplamı (I²t), Açma alarm bilgileri. Kesme akımı < 1024A Kısadevre açma a sayısı < 10 adet Kesici açma a zamanı < 65milisaniye Yay kurma süresi s < 10saniye, 8

9 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği Arızanın ortaya çıkması Koruma fonksiyonunun çalışması NO 9

10 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği Arızalı kısmın lokalleştirilmesi Şebekenin Kontrol Merkezinden tekrar yapılandırılması : Uzaktan kontrol edilen dağıtım merkezlerinin sorgulanması Arızalı kısmın yalıtılması İkincil kaynaktan besleme 10

11 1 Arz Güvenliği ve Sürekliliği Hata çözüm m süresinin s kısaltk saltılması Enerji dağı ğıtım m sistemlerinde, 1-2saniye enerji kesintisi maliyeti USD$23,097 (18,314 Euro) 15 periyotluk gerilim dalgalanması maliyeti USD$15,601 (12,370 Euro) Kaynak: US Department of Energy (DoE) çalışması (Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory / LBNL raporu) Fabrikalarda prosese bağı ğımlı olmak kaydı ile 1saatlik enerji kesintisi maliyeti 11

12 1. Arz Güvenliği ve Sürekliliği 2. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi 3. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi 4. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama 12

13 2 Enerji İzleme ve Kontrol Scada Server1 Scada Server2 DM DM Display Client1 DM Display Client2 DM Fiber Optik Hattı Ethernet 13

14 2 Enerji İzleme ve Kontrol Kablo takip %8 %5 %2 %16 1nci seviye: Arıza Yeri Tespiti %16 Parafudr Akım Trafosu Havai Hat Güç Trafoları Yeraltı Kablosu Kesici %53 %53 2nci seviye: Arıza Yeri Tespiti, Kesicilerin İzlenmesi ve Kontrolü Havai Hat %53 3 dakikada enerjilendirme Kesici kontrol ve izleme SCADA ile 3ncü seviye: Arıza Yeri Tespiti, Kesicilerin İzlenmesi ve Kontrolü ve Şebekenin tekrar yapılandırılması 4ncü seviye: Arıza Yeri Tespiti, Kesicilerin İzlenmesi ve Kontrolü ve Şebekenin tekrar yapılandırılması ve Yük Atma-Alma %8 Kablo Arıza izleme SCADA ile 15saniyede enerjilendirme 14

15 2 Enerji İzleme ve Kontrol Örnek uygulama IEC SCADA GPRS GPRS IEC IEC IEC IEC Trafo Binası İzleme ve Kontrol Hava-i Hat Arıza İzleme Trafo Binası İzleme ve Kontrol 15

16 2 Enerji İzleme ve Kontrol İşletme ve bakım m kolaylığı Haberleşme hattı sürekli takip altında (SCADA ile entegre SNMP) SCADA merkezi dışıd ışından sistem izlenebilmektedir. (Web Server) Bir marka hariç tüm m cihazlara ek maliyet olmaksızın n adaptasyon. İşletme güvenlig venliğinin inin arttırılmas lması Sıcak yedekli server çalışma yapısı (Redundant Server) Maksimum 1saniye ekran güncellemesi g (Multi-Cast, Modbus TCP/IP) 16

17 2 Enerji İzleme ve Kontrol 1, 2 kanal İşletme, bakım m ve montaj kolaylığı Klemens ve akım m yolu planı olmaksızın n hızlh zlı montaj ve hızlh zlı bakım m (Standart Fiş-Priz yapısı) Standart yazılım m ve aktarım m kablosu (Internet Explorer, USB kablo) Dağı ğıtım m merkezinden cep telefonuna kısa k mesaj (SMS) Uzaktan erişim im ile yedeğin alınmas nması, parametre değişikli ikliği i ve tekrar yapıland landırma (Dahili Web Server) 4 kanal Aylık k işletme i maliyetinin azaltılmas lması GRPS faturasının n en aza indirgenmesi, Lokal olarak otomatik haberleşme anahtarlaması (Yedekleme Yönetimi) Y 8, 12, 16 kanal GPRS (Sim Kart) ile çözüm 17

18 2 Enerji İzleme ve Kontrol İşletme güvenilirlig venilirliğinin inin arttırılmas lması Sıcak yedekli haberleşme (HotStandby) Enerji altında kart değiştirilmesi (HotSwap) Yedeklenebilir güçg kaynağı CPU ile tümlet mleşik ethernet portu İşletme kaybının n azaltılmas lması Otomatik olarak ringin tekrar konfigürasyonu Uzaktan erişim im ile yedeğin alınmas nması, parametre değişikli ikliği i ve tekrar yapıland landırma (Web Server) Fiber Optik ile çözüm. 18

19 2 Enerji İzleme ve Kontrol Sepam sayısal sal koruma rölelerine r uzaktan erişim im ile yazılım m yedeklemesi, parametre değişikli ikliği Açma zamanı,, açma a sayısı ve açmada a oluşan kısadevre k akımı bilgilerinin toplanması 19

20 1. Arz Güvenliği ve Sürekliliği 2. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi 3. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi 4. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama 20

21 3 Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi ION Enerji analizörleri sayesinde EN50160 a uygun enerji kalitesi izlenmekte ve sistemin tedarik sürekliliği, i, ticari kalitesi, teknik kalitesi ve arz güvenliği i kayıt t altına alınmaktad nmaktadır. Proğramlanabilen ramlanabilen matematik fonksiyonları ile gelecekte olabilecek değişik ik isteklere uyum sağlamaktad lamaktadır. Enerjiyi (kwh) 0.2 sınıfıs ölçüm m ile hassas analiz yapılmaktad lmaktadır. EN veya Eylül l 2006 tedarik sürekliliği i yönetmeliy netmeliğine ine uygun Enerji Kalite Raporlaması harmoniğe e kadar hassas analiz 10 Mbyte hafıza kaydı ile 1 yıla y kadar olan analizleri ve verileri saklayabilmektedir. Hat ve Transformatör r kayıplar plarının ölçümü ve raporlanması 8 (24) Giriş,, 4 (30) çıkışış dijital veya analog MODBUS, Ethernet veya DNP3.0 ile geniş haberleşme esnekliği i sunmaktadır. 21

22 3 Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi ION Enterprise Primary Server ION Enterprise Client WebReach Client ION Devices LAN LAN Modbus Devices OPC Server/Client Modbus TCP Controlled I/O Rack Air Unit or UPS 22

23 3 Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi Kısa süreli s gerilim değişmeleri, harmonikler ve transient etkiler maliyetdir. Üretim, gerilimden etkilenmektedir ve enerji kalitesizliği i maliyet oluşturmaktad turmaktadır. r. Bir tekstil fabrikasında 6 ay süresince gerilim düzensizlid zensizliği sebebi ile oluşan maliyeti 179,000.-$ dır. Kaynak: Bir Tekstil Endüstrisinde Enerji Kalitesi Ölçümleri ve Enerji Kalitesizliğinin inin Tesise Maliyeti, F.KOÇYİĞİ İĞİT, E. YANIKOĞLU, S. YILMAZ, M. BAYRAK 23

24 1. Arz Güvenliği ve Sürekliliği 2. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi 3. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi 4. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama 24

25 4 Sayaç Otomasyonu ve Faturalama Sayaç okuma Faturalama Yazılımı Muhasebe Yazılımı Fiber optik veya GPRS (Sim kart) sistemine adaptasyon Sistem sayaç endeksleri ve başka elektrik verilerini dakika mertebesinde okur Sayaç Bilgilerinin Toplanması ModBus TCP/IP, Ethernet, 100Mbps Elektrik sayacına müşteri m müdahelelerinin algılanmas lanması Su sayaçlar larından veri darbe-bilgi bilgi olarak toplanır Veri toplama ünitesi bilgileri kendi üzerinde tutar Dijital Giriş/Çıkış Dogalgaz Korrektöru Su Sayaçları Elektrik Sayacı 25

26 4 Sayaç Otomasyonu ve Faturalama RMS-B ve RMS-C tipi Doğalgaz Redüktörüİzleme ve Aktüatörlü Vana Kontrolü 2nci 1nci Çözüm Çözüm Akış Bilgisayarının n hesaplamış olduğu u bilgiler modbus haberleşme portu yardımı ile SCADA ve Faturalama sistemlerine taşı şınır.. Aktüat atörlü Vanaların n Kontrolü. Ek olarak kapı açıldı,, haberleşme arızas zası bilgileri takibi Fiber Optik veya Radyo haberleşme ile SCADA ve Faturalama sistemine aktarılır. r. RMS-B RMS-C Türkiye deki tüm t m RMS A istasyonlarında nda CITECT SCADA kullanılmaktad lmaktadır. Klemens Bağlantı Kutusu 26

27 4 Sayaç Otomasyonu ve Faturalama Fizibilite Analizi 1 günlg nlük k gecikmeli sayaç okumanın n maliyeti: Aylık çekilen MWh in 30 a a bölünmesinden b sonra satış bedeli ile çarpımı Sayaç Okuma 1 günl g < ( nlük k gecikmeli + Adam x Saat + Benzin + Araç ) x Faturalama maliyeti okuma maliyeti maliyeti masrafı Amortismanı Ay 100 sayaçtan fazla olan tesislerde takribi olarak 3 yılly llık k bir süres reçte Sayaç Okuma, faturalama ve SCADA sistemi kendini amorti etmektedir. Sayaç adedi arttığı takdirde sistemin kendini amorti süresi s kısalmaktadk salmaktadır. 27

28 Katılımınız için teşekkürler Sorular ve Cevaplar 28

29 1. MESAJ SCADA ve Sayaç Okuma sistemi; 3 ana mesaj müşteri olan yerde kendini 3 yılda amorte edebilir. 2. Enerji kalitenizi raporlar 3. Diagnostik özelliği ile Enerji sürekliliğini sağlar. 29

30 2. MESAJ Sayısal değer değil FONKSIYONLAR önemlidir; 3 ana mesaj 1. SNMP özelliği ile haberleşme güvenliği 2. GPRS fatura minimizasyonu 3. Multi-cast ile en çok 1 saniyede ekran güncellemesi 4. Bakım personelinin cep telefonuna kısa mesaj 30

31 3. MESAJ Tüm çözümlerinizde tek partner; 3 ana mesaj 1. Enerji İzleme ve Kontrol Sistemi 2. Enerji Kalitesi İzleme ve Raporlama Sistemi 3. Sayaç Otomasyonu ve Faturalama 4. Kartlı Geçiş Sistemi 5. Yangın Algılama Sistemi 6. Kamera Güvenlik Sistemi 7. Telefon hizmeti ve faturalama 8. İnternet hizmeti ve faturalama 9. Video konferans hizmeti ve faturalama 31