BURSAGAZ SCADA ALARM YÖNETİMİ By: Mustafa ÖZDEMİR, Şebeke Kontrol ve Ölçüm Mühendisi Date: 30.05.2013 İstanbul
ANA KONU BAŞLIKLARI BURSAGAZ SCADA Genel Yapısı SCADA sistemi Özellikleri Alarm Nedir? Alarm Özellikleri Alarm Yaşam Döngüsü Alarm Felsefesi Alarm Tanımlama Rasyonalizasyon Tasarım Uygulama Değişim Yönetimi ve Eğitim Değerlendirme ve Gözden Geçirme
BURSAGAZ SCADA ALARM YÖNETİMİ SCADA sisteminin en önemli uygulaması ise etkin bir alarm yönetimi yapabilmektir. Bu kapsamda BURSAGAZ bir Alarm Yönetimi Sistemi oluşturmuş ve bunu dokümante altına almıştır. Bu sistemin tasarımı Amerikan CFR (Code of Fedaral Regulations) 195.446 Control Room Management Direktifi ve API 1167 Alarm Yönetimi Standardı esas alınarak yapılmıştır.
BURSAGAZ SCADA Haberleşme Topolojisi RF RF Vana odası (25) RF RF Bölge Regülatörü (158) Radio Repeater (4) RMS (11), MS (6) ADSL Internet SCADA MERKEZİ GPRS Müşteri İstasyonu (152)
SCADA Sisteminin Özellikleri Gaz şebekesinin uzaktan kontrolü ve yönetimi Ekipmanların izlenmesi ve ölçüm alınması (3000 sinyal noktası) Yük tahmini yapılabilmesi (LoadForecast) Hasar ve arıza durumlarında şebekeye müdahale edebilmesi Raporlama (Tüketimler, Basınçlar, Sıcaklıklar vs.) Web Modülü ile müşterilere online tüketimlerine erişebilme imkanı sağlamaktadır.
Alarm Nedir? Alarm operatöre sesli ve/veya görsel olarak ekipman arızasını, işleyiş aksamasını, veya operatörün cevaplamasını gerektirecek diğer durumları bildiren araçtır. Bu tanıma uymayan bilgiler, alarmın sisteminin etkisini azaltacağından dolayı alarm olarak tanımlanmamalıdır(bildirim olarak tanımlanmalıdır.) Alarm Sisteminde Olması Gereken Özellikler; Her alarm operatör aksiyonu gerektirmeli Her alarm anlamlı, açık ve operatörün görevi ile ilgili olmalı Her alarm dokümante edilmeli ve tanımlı bir cevaplama şekli olmalıdır Alarmlar operatörün yeterli cevaplama süresi olacak şekilde dizayn edilmelidir Alarm oranı operatörün üstesinden gelebileceği oranda olmalı Alarmlar önem derecesine göre önceliklendirilmelidir. Alarm sistemi düzgün bir şekilde kontrol edilmeli izlenmeli ve sürdürülmelidir
BURSAGAZ ALARM YÖNETİMİ SİSTEMİ YAŞAM DÖNGÜSÜ Alarm Felsefesi Tanımlama Rasyonalizasyon Tasarım Alarm Felsefesi Değişim Yönetimi Tetkik Uygulama İşletme Bakım Değerlendirme Gözden Geçirme
BURSAGAZ Alarm Felsefesi (Filozofisi) Alarm Nedir? Roller ve Sorumluluklar Rasyonalizasyon Alarm Tasarımı Alarm Önceliklendirme, Tanımlar Alarm Erteleme, Tehir etme Alarm Sistemini İzleme Gereksinimleri Değişim Yönetimi Eğitim
BURSAGAZ Alarm Felsefesi (Filozofisi) Bursagaz Alarm Felsefe Dokümanı hazırlanması sürecinde görev alan ekip özellikleri aşağıda verilmiştir. Farklı ekip ve vardiyadan iki tecrübeli operatör SCADA sistemi mühendisleri, programcıları ve teknisyenleri Emniyet ve çevre uzmanları Boru hattı mühendisi ve/veya hidrolik uzmanı Bakım veya saha personeli İlgili yönetmeliklerle ilgili personel bilgisi olan İşletme prosedürleri ve benzer dokümanlar ilgili bilgisi olan
BURSAGAZ Alarmların Belirlenmesi (Tanımlama) BURSAGAZ SCADA merkezinde İzlenecek alarmlar Şebeke Kontrol ve Ölçüm Birimi liderliğinde Bakım ve İşletme birimlerinin katılımı ile beraber belirlenir ve her yıl gözden geçirilir. SCADA Merkezinde İzlenecek olan potansiyel alarmlar aşağıdaki kriterlere göre belirlenmiştir; Tehlike Risk analizleri, İşletmesel önemlerine göre ekipman ve tesislere ait güvenlik seviyeleri (örneğin RMS A istasyonları MS lere göre daha yüksek öneme sahiptirler. Ekipman/tesislerdeki güvenlik ile ilgili ekipmanlara ait güvenlik gereksinimleri (örneğin kazan su sıcaklığının 90 dereceyi geçmemesini garanti altına almak için alarm olarak izlenebilir.) Ekipman ve tesislere ait tasarım değerleri (örn: max 40 bar tasarımlı bir sistemde 40 barın üstü basınç alarm olarak izlenmelidir.)
Alarmların Belirlenmesi (Tanımlama) Alarm tanımlama çalışmalar sonucunda Şebekenin güvenli çalışması için gerekli alarm ihtiyaçları bir Tablo oluşturularak Alarm İhtiyaç Tanımlamaları formu üzerinde tanımlanarak Rasyonalizasyon sürecine girdi olarak kullanılmıştır.. ALARM İHTİYAÇ TANIMLAMALARI (ÖRNEK TABLO) NO 1 RMS İlgili Tesis İlgili Süreç İlgili Ekipman Basınç Düşürme Çıkış Transmitte r Meydana Gelebilece k Olay/Risk Basınç Yükselmesi Olası Nedenler Diyafram yırtılması Sonuç Tehliye vanasının açılması ve gaz boşalması Tedbirler hiçbiri gösterilme diğinde Olay Yorumu kabul edilemez durum Yapılması Gereken Müdahale İstasyonun Kapatılarak Bakım ekiplerinin diyaframları değştirmesi Yardımcı Ekip Bakım Birimi 2 MS 3 BR 4 VO
RASYONALİZASYON SÜRECİ Rasyonalizasyon süreci kapsamında SCADA sisteminde mevcut ve potansiyel alarmların tetkiki aşağıdaki maddelerde belirtilen amaçlar için uygulanmıştır. Benzer alarmların tespiti ve azaltılması Tutarlı ve doğru alarm set ayarları sağlanması İşletmedeki değişikliklerden kaynaklanan alarm değerlerini konfigüre edilmesi Alarm yönetimin değişik açılarını referans alarak master alarm veri tabanı oluşturması Değişim Yönetimi
RASYONALİZASYON SÜRECİ BURSAGAZ Alarm Yönetimi Rasyonalizasyon sürecinde bir uyarının alarm olup olmadığının belirlenmesi için ilgili tablo oluşturulmuş belirtilen kriterlere göre alarmlar belirlenmiştir. BİLDİRİM TİPi DURUM FAALİYET SAHİBİ ÖRNEK Alarm Anormal bir işlem veya ekipman durumu doğar Operatör İstasyon Düşük sıcaklık alarmı. Operatör kazanları çalışıtrmalıdır Uyarı Anormal bir işlem veya ekipman durumu doğar Bakım Cihaz Uyarıları (Filtre kirlilik oranı, regülatör slam shut kapalı bilgisi) Durum / İleti Normal bir durum doğar Yok-sadece bilgilendirici Kazan duruşa Geçti Bilgisi
ALARM TASARIM Alarm Tasarımı sürecinde alarm yönetimini hayata geçirmeden önce alarmların detaylı olarak tasarlanması yapılmıştır. Neler Tasarlandı? Alarm Set değerleri Alarm etkisiz aralık değerleri Alarm Ertleme Zamanı Alarm önceliklendirme Gereksiz alarm oluşturacak tasarımlardan kaçınılması gerekmektedir!!!
Alarm Set Değeri ve Etkisiz Aralık Alarm set değeri Alarm belirtisine neden olan değişken veya aykırı durum veya alarmı tetikleyecek mantıksal durumdur. Alarm set değerleri arasındaki kalan değerler Alarmların etkisiz aralığı olarak adlandırılır Aşağıda belirtilen kriterler dikkate alınarak Alarm Set Değerleri ve etkisiz aralıkları belirlenmiştir. Tarihsel süreç tetkiki (Tecrübeler) İlgili operasyonel prosedürlerin tetkiki Üreticiden kullanıcıya kadar ekipmanların incelenmesi Operatörün durumu teşhis etme ve müdahalesindeki aktivitelerinin doğasının anlaşılması Dinamik cevaplama(yanıt-müdahale) süreci tetkiki
Alarm Set Değeri Set değerleri belirlenirken süreç değerleri değişim oranı, Süreç Ölü zamanı, Eşik değerleri ve operatör yanıtlama süresi dikkate alınarak belirlenmiştir. Operatör Tepkisi Süreç Tepkisi Alarm Bildirimi Operatör tarafından Tespiti Düzeltici Eylem Operatör Tepkisinin Tamamlanması Sürecin Güvenliğini sağlamak Tetikleme Olayı Belirlemek Teşhis Etmek Cevap Verme Max. Cevaplama Süresi Süreç Güvenlik Zamanı Karşı Etki Yapmak Süreç Ölü Zamanı ve Tepki Zamanı Her alarm set değeri operatörün uygunsuz bir koşul oluştuğunda durumu idare edebilmesini sağlayacak şekilde olmalıdır!!!
Alarm Set Değeri Alarm belirtisine neden olan değişken veya aykırı durum veya alarmı tetikleyecek mantıksal durumdur. Etkisiz Aralık
Alarm Erteleme ve Geveze Alarmlar PRINS sistemi her alarmı erteleme ve aktive etme veya silme özelliği mevcuttur. Özenle yapıldığında geveze (bela) ve kısa alarmları yönlendirmede kullanışlıdır. Sıklıkla rastlanan ufak erteleme değerleri (örn 15 saniye) belirli alarm problemlerini çözebilir. Alarm erteleme ve ertelememe durumları için iyi bir mühendislik değerlendirmesi gerekmektedir. Örnek Olay!!! Örneğin Bursagaz SCADA sisteminde Katodik Koruma ile ilgili gün içerisinde birçok alarm arka arkaya düşüyordu. Bu alarmlar operatörün dikkatini sürekli dağıtıyor ve ilgili önemli alarmlarında gözden kaçmasına sebep oluyordu. Sonuç olarak belirli bir erteleme süresi verilerek ilk etapta bu tip geveze alarmların alarm yükü oluşturulmasının önüne geçilmiş oldu.
Alarm Erteleme ve Geveze Alarmlar
Alarm Önceliklendirme Alarm önceliklendirme: Olay şiddeti ve cevaplama süresi kullanarak, alarm cevaplama aciliyeti göz önünde bulundurularak alarma göreceli önemin atanmasıdır. BURSAGAZ Alarm Önceliklendirme Dağılımı ÖRNEK TANIM ALARM RENGİ ALARM SESİ Öncelik 1 (kritik) Nadiren kullanılır, bu önceliklendirme konfigüre edilmiş alarmlar ve oluşumların %1 den daha azı ile sınırlandırılmalıdır. Kırmızı Ding dong Öncelik 2 Konfigüre alarmların %5 i Mor Telefon Sesi Öncelik 3 Konfigüre alarmların %15 i Sarı Çan Sesi Öncelik 4 Konfigüre alarmların %80 i Mavi Sesli Komut Öncelik 5 Teşhis Opsiyonel Aşağıyı inceleyiniz, yüzdelik hesaplamanın dışında tutulmuştur. - -
Alarm Önceliklendirme Alarm önceliği bir alarmın diğer alarma göre önemini gösterir ve alarm önceliği operatör tarafından kolay ve çabuk şekilde ayırt edilebilir olmalıdır. da Alarm önceliklendirme aşağıdaki kriterlere göre yapılmıştır ; Her alarm önceliklendirmesinin kendine has görüntü ve rengi olmalı, Her alarm önceliklendirmesinin kendine has sesi olmalı, Alarmlar operatöre grafik görüntüsünün yanı sıra alarm özet görüntüsü de sunmalı, Onaylanmamış alarmların görüntüsü onaylanmış alarm görüntüsünden farklı olmalıdır.
Alarm Önceliklendirme Alarm Risk Matrisi Alarm önceliklendirmenin etkin bir şekilde yapılabilmesi için Alarm Risk matrisinden faydalanılmıştır. İnsan Toplum Çevre Finans önemsiz önemsiz önemsiz Sonuç 1 Sonuç 2 Sonuç 3 Sonuç 4 Sonuç 5 min ekipman hasarı, 10.000 TL' dan az maliyet yaralanmasız, ya da hafif yaralanmalı, İş Gücü Kaybı olmayan yaralanma yok, halk için tehdit var çevre mevzuatına aykırı hareket 100.000 TL ile 1.000.000 TL tahmini maliyetli ekipman hasarı hafif yaralanmalı kaz, İş Gücü Kaybı mümkün halktan korku ve gürültü rahatsızlığı şikayeti düşük seviyede dış etkilere neden olma 100.000 TL ile 1.000.000 TL tahmini maliyetli ekipman hasarı bir yada daha fazla kişinin ağır yaralanması bir yada daha fazla hafif yaralanma önemli dış etkilere neden olma 1000.000 TL 10.000.000 TL tahmini maliyetli ekipman hasarı ölümlü yada mamulen emeklilik gerektiren ağır yaralanmalı kaza bir yada daha fazla ağır yaralanma ciddi dış etki yada ciddi sağlık sorunlarına neden olma maliyeti 10.000.000 TL üzeri çok büyük ekipman hasarı
Alarm Önceliklendirme Alarm Risk Matrisi Operatörün cevaplama süresinin belirlenmesinde Alarm Önceliklendirme matrisi kullanılmıştır. Maksimum Yanıtlama Süresi Sonuç Önem : küçük Sonuç Önem : büyük Sonuç Önem : şiddetli > 30 dakika alarma gerek yok alarma gerek yok alarma gerek yok 10 ila 30 dakika Düşük Düşük Orta 3 ila 10 dakika Düşük Orta Orta < 3 dakika Orta Yüksek Yüksek
UYGULAMA BURSAGAZ Alarm Yönetim Planında her bir alarm için operatörün nasıl reaksiyon alacağı belirtilmiştir. Bu Sayede operatör ilgili arızaya kendisinin yorum yapmasına gerek kalmadan sisteme düşen alarmlara nasıl müdahale edeceğini bilir. ALARM ADI ALARMIN AÇIKLAMASI VE TANIMI MEYDANA ALARMIN GELEBİLECEK OLASI OLAY/RİSK NEDENİ ALARIM OLASI SONUCU ALARIM YORUM U İLK KONTROL İLGİLİ BİRİM İLK MÜDAHALE İLGİLİ BİRİM YAPILMASI GEREKEN MÜDAHALE SORUML U PERSON EL açık- kapalı, arada, arızalı bilgisi Vana pozisyon bilgisi ve uzaktan kontrolü. Vananın kapanması.sis temin gazsız kalması. Vana pozisyon değişimi. Sistemin gazsız kalması. Yüksek Kapalı bilgisi gelmesi durumunda İstasyon giriş basıncı ile ölçüm basıncı karşılaştırılır Basınç kaybı artıyorsa vananın açılması sağlanır. ŞEBEKE KONTROL VE ÖLÇÜM Kapalı bilsi gelmesi durumunda istasyonda görevli pesonel tarafından vana açılır. ŞEBEKE KONTROL VE ÖLÇÜM Arada bilgisi gelmesi durumunda bakım ekiplerine bilgi verilerek vana pozisyonunund an emin olunması sağlanır. MEB yüksek-alçak basınç bilgisi İstasyon giriş basıncının sınır değerler dışına çıkması İstasyon çekişlerine göre sayaçların Q max ve Qmin değerlerde çalışması İstasyon giriş basıncının sınır değerler dışına çıkması. Sayaçların hasar görmesi Düşük yüksek alçak basınç bilgisi gelmesi durumunda ölçüm basıncı ve anlık m3 değerlerinin takibi yapılır. ŞEBEKE KONTROL VE ÖLÇÜM Yüksek basınç bilgisinde düşük kapasiteli sayaç düşük basınçta 2.ölçüm hattı istasyonda görevli pesonel tarafından devreye alınır. ŞEBEKE KONTROL VE ÖLÇÜM
UYGULAMA 1. Alarm oluşturan durumun meydana gelmesi ve sesli görüntülü uyarının Alarm Özet ekranında gözükmesi (Örnek: Bölge İstasyonu 2. Hat regülatörünün devre dışı olması) 2. Alarm özet ekranından alarmın tespiti ve Alarmın geldiği ilgili istasyonun izlenmesi
UYGULAMA 3. Alarmın bildirdiği ekipmanın tespiti ve mümkün ise SCADA sistemi ile uzaktan müdahale edilmesi
UYGULAMA 3. Adım Sahadan müdahale gerekiyor ise ilgili Bakım Birimine veya Acil Ekiplerine Haber verilmesi 4. Adım Arıza giderildikten sonra Sistem üzerinden Alarmın onaylanması ve kapatılması
DEĞİŞİM YÖNETİMİ ve EĞİTİM Boru hattı işletmelerinin tesislerindeki ve proselerindeki, değişiklikleri yönetmek, organizasyon ve dokümanlardaki değişiklikleri belirlemek kontrol etmek amaçlı kullanılan prosestir. SCADA ekranları ve ilgili saha ekipmanları arasında herhangi bir saha ekipmanı eklendiğinde veya çıkarıldığında ve emniyeti etkileyecek bir değişiklik yapıldığında noktadan noktaya doğrulama yapılmalıdır. İlgili saha ekipmanları değiştirildiğinde veya kalibre edildiğinde alarm set değerlerini doğrulamalıdır. Değişim Yönetimi EĞİTİM Alarm sisteminde yapılacak her değişiklik için ilgili personel bilgilendirilmeli ve eğitilmelidir. Eğitilecek personel sadece bunlar ile sınırlı kalmamak kaydı ile operatörler, teknikerler, destek personeli, SCADA sistemi destek personeli arasından seçilmelidir.
DEĞERLENDİRME VE GÖZDEN GEÇİRME ALARM PERFORMANS ANALİZLERİ Her bir Operatör için Alarm performans Ölçümü En az 30 günlük veriye dayanır Ölçüm Hedef Değer Belirli zaman içerisinde bildirilen alarmlar Hedef değer: kabul edilmeye çok uygun Hedef değer: maximum idare edilen Günlük her operatöre bildirilen alarm sayısı Günlük 150 alarm Günlük 300 alarm Saatlik her operatöre bildirilen alarm sayısı Ortalama 6 Ortalama 12 10 dakikada her operatöre bildirilen Ortalama 1 Ortalama 2 alarmlar Ölçüm Hedef Değer 30 dan fazla alarm içeren saat yüzdesi ~< %1 5 den fazla alarm içeren 10 dakikalık periyot ~< %1 10 dakikalık periyottaki maximum alarm adedi En sık rastlanan 10 alarmın toplam alarm yüküne yüzdelik etkisi Geveze ve gereksiz alarm sayısı Zamanı geçmiş alarmlar Bildirilmiş veya konfigüre edilmiş önceliklendirme dağılımı Onaylanmamış alarm durdurulması Düzgün olmayan alarm davranış değişikliği 10 veya daha az < %1 den <%5 maximum aksiyon planları ile birlikte Sıfır, olmaması için aksiyon planlarının doğrulanması Bir gün içerisinde yüzde 5 den az 3 önceliklendirilmiş ~<%80 öncelik 3, ~< %15 Öncelik 2, ~<%5 öncelik 1 veya 4 önceliklendirilmiş: ~<%80 öncelik 3, ~< %15 Öncelik 2, ~<%5 öncelik 1, ~<%1 kritik öncelik Diğer özel maçlı önceliklendirmeler hesaplamanın dışında tutulmuştur. Kontrollü ve onaylı metodoloji dışında sıfır alarm durdurması Sıfır alarm
DEĞERLENDİRME VE GÖZDEN GEÇİRME ALARM PERFORMANS ANALİZLERİ her ay yapılmaktadır. Analizler sonucunda; Aylık sisteme düşen toplam alarm adedi En çok düşen alarmların adedi Bu alarmların toplam alarm yükü üzerindeki yüzde oranı Bu Alarmların düşüş nedenleri Gibi konuların analizleri yapıldıktan sonra bu alarmların neden ve niçin bukadar çok adet olduğu ve bu alarmların nasıl azaltılacağı konusunda çalışmalar yapılmalıdır. BURSAGAZ Alarm Yönetimi kapsamında her ay yaptığı alarm performans Analizleri sonucunda 2013 yılı başında günlük düşen alarm adedini 40.000 den 1.000 adete düşürmüştür!!!!
ÖRNEK BURSAGAZ ALARM PERFORMANS ANALİZİ 5 Ocak-15 Ocak ALARM TİPİ ALARM ADEDİ TOPLAM ALARM İÇİNDEKİ YÜZDESİ AÇIKLAMA YORUM Bağlantı Kopukluğu 19736 65% Akü Gerilim Değeri 2875 10% Bildirim olmalı Kapı Durum 1367 5% Bildirim olmalı Filtre Kirlilik 153 1% RTU Kapak Açık-Kapalı 335 1% Giriş-Çıkış basınç 287 1% Redresör Arıza 236 1% Giriş-Çıkış Sıcaklık 2050 7% Regülatör D.dışı-Devrede 448 1% Isıtıcı 2060 7% Isıtıcı su sıcaklığı, ısıtıcı durum, ısıtıcı local remote vs. Kokulandırma 275 1% Jenaratör 22 0% Pompa açık-kapalı 381 1% Toplam Alarm 30225 Gün İçerisnde Operatöre Düşen Ortlama Alarm Adedi 3023 Olması gereken Max. 300 adet ALARM ADEDİ 20000 19736 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 2875 1367 153 335 287 236 2050 448 2060 275 22 381 ALARM ADEDİ 0 Not: SQL serverdan alarm data verielrinin çekilmesi talebi BTC tarafından tamamlanmadığından 10 günlük veriler kapsamında Ocak ayı alarm performans analizi incelenmiştir.
SORU-CEVAP
TEŞEKKÜRLER