Bài viết này giới thiệu giải pháp được áp dụng của DMAE, nhằm đáp ứng các yêu cầu để cải thiện việc giám sát và điều khiển các nhà máy phân phối nước sạch và xử lý nước thải.

Trung tâm truyền thông Elipse Software.

NHU CẦU

Sở nước thành phố (DMAE) là cơ quan chịu trách nhiệm thu thập, xử lý và phân phối nước sạch, đồng thời thu thập và xử lý nước thải sinh hoạt tại Porto Alegre. DMAE chịu trách nhiệm giám sát và duy trì các dịch vụ liên quan tới nước, bên cạnh đó DMAE lên kế hoạch và xúc tiến để cải thiện và mở rộng hệ thống, nhằm cung cấp cơ sở hạ tầng cần thiết cho sự phát triển bền vững của thành phố.

Ngày nay, DMAE có khoảng 2,5 nghìn lao động và một cơ sở hạ tầng gồm tám nhà máy bơm gom nước thô và xử lý nước, 92 nhà máy bơm nước đã qua xử lý, 99 bể chứa nước, 9 nhà máy xử lý nước thải và 17 nhà máy bơm nước thải. Cơ quan này cũng quản lý 3,5 nghìn km đường ống nước sạch và hơn 1,6 nghìn km đường ống nước thải. Trong bài viết này giới thiệu giải pháp đã được DMAE sử dụng nhằm đáp ứng các yêu cầu cho việc nâng cao việc giám sát và điều khiển các nhà máy phân phối, xử lý nước sạch và nước thải.

Hình 1-Giao diện của hệ thống giám sát tại DMAE

GIẢI PHÁP

Trong giai đoạn đầu của dự án, tính năng giám sát và điều khiển cho các nhà máy xử lý nước thải và nước sạch của DMAE được thực hiện với 2 hoặc 3 hệ thống giám sát độc lập nhau. Trong khi một phần được điều khiển bởi một hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), và các phần khác lại sử dụng phần mềm miễn phí. “Đúng là một món salad hoa quả”, kỹ sư điện Adriano Roque de Aruda của DMAE nói.

Ý tưởng tìm kiếm một giải pháp dễ triển khai và có độ tin cậy tốt, để cung cấp một mối tương quan giữa chi phí và lợi ích cho mảng vệ sinh môi trường. Một phần mềm có khả năng nâng cấp tính năng điểu khiển được tiêu chuẩn hóa, để có thể thống nhất và tập trung hóa quá trình sản xuất. Do đó, thách thức đầu tiên là thay thế các hệ thống cũ bằng một hệ thống khác, duy nhất, và Elipse E3 là giải pháp cho vấn đề này.

Hình 2-Màn hình giám sát trạm bơm xử lý nước

Trong nhiều ưu điểm của Elipse E3 đem lại như khả năng kết nối mạng lưới. Một điểm tích cực khác là sự tương thích với các hệ thống khác như Visual Basic và Visual Studio, tạo sự thuận tiện trong lập trình xây dựng hệ thống. Các yếu tố này giúp DMAE có thể giám sát và điều khiển các nhà máy của họ với cùng một nền tảng là Elipse E3, trên cùng mạng lưới, cho phép phát triển các cải tiến cho hệ thống. Một lợi ích khác mà E3 cho phép sử dụng và khai thác nhiều loại cơ sở dữ liệu, cho phép triển khai các hoạt động phân tích chi tiết trong hệ thống.

Trong tổng thể, DMAE có sử dụng 9 license, được phân tán theo các khu vực: một chạy ở phòng vận hành, 4 license viewer (giám sát-điều khiển) ở hệ thống điều khiển-giám sát, một license giám sát (viewer) ở bộ phận bảo trì, một license lập trình (cấu hình) ở bộ phận bảo trì hệ thống, và một license Hot-Standby ở bộ phận phân phối nước sạch. Hiện nay, DMAE có 71 nhà máy được tự động hóa, và đặt gần các hồ chứa nước sạch và các nhà bơm. Kỹ sư điện Rogue Adriano de Arruda cho biết thêm sẽ có 89 trạm được tự động hóa vào năm 2009.

Hình 3- Màn hình giám sát bể chứa nước sạch đã xử lý

HỆ THỐNG WEB

Để cải tiến khả năng hiển thị và truy cập thông tin được thu thập bởi E3, DMAE đã thuê dịch vụ của Bits, là một công ty chuyên phát triển các ứng dụng trên môi trường web. Với mục tiêu này, một mạng intranet (internet nội bộ) đã được thiết lập. Với một cổng thông tin cung cấp toàn bộ thông tin của các nhà máy và các hồ chứa nước đã kết hợp tạo thành hệ thống nước tại Porto Alegre. Một hệ thống giám sát hoàn chỉnh của các nhà máy được điều khiển bằng phần mềm Elipse E3.

Từ một cơ sở dữ liệu được cập nhật với 3 phút/lần, hệ thống cung cấp nhiều thông tin khác nhau. Thông qua một giao diện thận thiện, chúng ta có thể giám sát khả năng vận hành của các hệ thống cung cấp hiện có trong các trạm. Tất cả đều theo thời gian thực. Đây là một điểm bị giới hạn để giám sát, vì không thể can thiệp điều khiển trực tiếp trong quá trình.

Hình 4- Màn hình giám sát trạm bơm nước đã xử lý trong môi trường web

Hệ thống còn cung cấp một tính năng khác đó là xuất các dữ liệu quá khứ thành các biểu đồ tương tác, với khả năng thu/phóng và có thể chọn thời gian và ngày tháng. Một số biểu đồ tiêu chuẩn có thể sử dụng, gồm hệ thống chính, cung cấp các thông tin dễ hiểu hơn của các nhà máy và các hồ chứa.

Hơn nữa, hệ thống tạo ra các báo cáo với khả năng phân chia theo giai đoạn và ngày tháng, thậm chí còn cho phép chọn nhiều nhà máy, phụ thuộc vào loại báo cáo. Nói ngắn gọn, giao diện web cung cấp khả năng truy cập tới các dữ liệu quan trọng trong hệ thống, với khả năng xuất các thông tin thành báo cáo dạng excel để cho phép mở rộng thông tin. Vì thế, trong môi trường web, các chức năng và thông tin đều Elipse E3 hỗ trợ thực hiện.

Hình 5- Màn hình quản lý của phần mềm giám sát trong môi trường web

LỢI ÍCH

• Giám sát và điều khiển các nhà máy với cùng một nền tảng E3 duy nhất, thông qua môi trường mạng, cho phép mở rộng hệ thống.
• Tính tương thích khi sử dụng Elipse E3 với các hệ thống khác như Visual Basic, Visual Studio, thuận tiện trong lập trình phát triển hệ thống.
• Sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau, có khả năng truy cập tới các dữ liệu quá khứ và báo cáo để thực hiện các phân tích chính xác đối với hệ thống.
• Truy cập miễn phí và nhanh chóng tới các thông tin của các trạm nước sạch do DMAE quản lý, thông qua việc kết hợp E3 và hệ thống Web.
• Dữ liệu hệ thống trình bày theo xu hướng hiện đại, rõ ràng và hấp dẫn.
• Ứng dụng dễ dàng và phần mềm ổn định, tạo ra mối tương quan phù hợp giữa chi phí và lợi ích khi triển khai.

CÁC ĐÁNH GIÁ

Elipse E3 mang lại một số thông tin không thể thấy được khi 71 nhà máy được tự động hóa. Nhờ có giải pháp E3, đã có sự cải thiện về chất lượng cấp nước sạch cho dân cư và sự hợp lý hơn về sức mua (mức độ tiêu thụ). Ứng dụng này kết hợp với hệ thống Web, giúp người sử dụng mạng DMAE có thể truy cập tới các thông số và các tính toán đều được giám sát bởi phần mềm Elipse E3. Tất cả dữ liệu đề được cập nhật, hệ thống ổn định và đáp ứng nhanh.

“Các kết quả đều tích cực. E3 mang lại một số thông tin không thể nhìn thấy. Ngày nay, ý tưởng để thỏa thuận với Elipse để sử dụng hệ thống cho việc giám sát và điều khiển các nhà máy xử lý mới ETs (treatment plants)”, Verineu João Tedesco kỹ sử mảng tự động hóa quá trình của DMAE nói.

“Phần mềm thể hiện hệ thống tin cậy, lập trình và lắp đặt dễ dàng. Giải pháp ứng dụng đơn giản với sự ổn định tuyệt với, nó phù hợp với các khu vực vệ sinh môi trường. Điều này cũng đúng khi các nhà tích hợp cũng sẽ sử dụng công cụ này cho các mảng khác tại Brazil, như Joacaba-SC và vùng tây bắc Brazil”, Adriano Roque de Arruda bổ sung.

THÔNG TIN KỸ THUẬT

Khách hàng: Cơ quan quản lý phân phối nước tại Porto Alegre-RS (DMAE)

Đơn vị tích hợp: Fluxotec, Bits, Autômata Engenharia LTDA e Alfacomp

Gói phần mềm sử dụng: Elipse E3

Số lượng license: 2

Nền tảng phần mềm: Windows

Số lượng thông tin (tag): 5.000

Giao thức (I/O Driver): Altus TCP/IP