Enerji Sektorunde Scada Uygulamalari Ve Scada Otomasyon Orneklemesi Scada Applications on Energy Sector and Scada Automation Model

ENERJİ SEKTÖRÜNDE SCADA UYGULAMALARI VE SCADA OTOMASYONU ÖRNEKLEMESİ

Sadettin ÖZKAN

YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

EKİM 2006 ANKARA

Sadettin ÖZKAN tarafından hazırlanan ENERJİ SEKTÖRÜNDE SCADA UYGULAMALARI VE SCADA OTOMASYONU ÖRNEKLEMESİ adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım.

Prof.Dr.M.Sezai DİNÇER Tez Yöneticisi

Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek lisans tezi olarak kabul edilmiştir. Başkan

: Prof.Dr.M.Cengiz TAPLAMACIOĞLU

Üye

: Prof.Dr.M.Sezai DİNÇER

Üye

: Doç.Dr.M.Ali AKCAYOL

Üye

:

Üye

:

Tarih

: 05/10/2006

Bu tez, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygundur.

TEZ BİLDİRİMİ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.

Sadettin ÖZKAN

iv

ENERJİ SEKTÖRÜNDE SCADA UYGULAMALARI VE SCADA OTOMASYONU ÖRNEKLEMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Sadettin ÖZKAN GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ekim 2006 ÖZET Bilgisayar ile kontrol günümüzde bir çok uygulaması bulunan bir alandır. Bunların içinde en çok kullanılan ve son yıllarda çok popüler hale gelen SCADA’dır.

SCADA

sistemleri

kazancın

ve

kalitenin

artması,

insan

faktöründen kaynaklanan hataların en aza indirilmesi, iş takibi kolaylığı, iş kazalarının minimuma indirilmesi gibi bir çok avantaj sağlamaktadır. Bu çalışmada enerji sektöründe SCADA uygulamaları ele alınmış ve örnek bir proje gerçekleştirilmiştir. Su ve doğal gaz SCADA’ları detaylıca incelenmiş ve bu enerji sektörlerindeki SCADA sistemlerine örnekler verilmiştir. SCADA sistemlerinin donanımıyla ve yazılımıyla bir bütün halinde olduğu dikkate alınarak yapılan incelemelerde bu bütünün gereksinimleri belirlenmiştir. Bu çalışmada komple bir SCADA sistem tasarımı için gerekli öneriler yapılmıştır. Sonuç olarak, iyi bir donanım gerçekten iyi seçilmiş ve tasarlanmış yazılımlarla birleştirildiğinde hem verim olarak yüksek hem de maliyet olarak düşük sistemler ortaya çıkmıştır.

Bilim Kodu Anahtar Kelimeler Sayfa Adedi Tez Yöneticisi

: 905.1.035 : SCADA, Otomasyon, Gaz, Enerji : 165 : Prof.Dr.M.Sezai DİNÇER

v

SCADA APPLICATIONS ON ENERGY SECTOR AND SCADA AUTOMATION MODEL (M.Sc. Thesis) Sadettin ÖZKAN GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY October 2006 ABSTRACT Today, computer based control is an area that has many applications. SCADA, is the one of the most used and has become much more popular in last years. SCADA systems provide many advantages such as increase quality and profit, minimization of errors caused by human factor, ease of management and minimization of industrial accidents. In this study, SCADA applications used in industry of energy have been examined and a sample project has been developed. Especially, water and natural gas SCADA systems have been researched and related examples are shown. SCADA systems have been a combination of hardware and software; with this knowledge in hand, requirements of this combination have been determined. In this study, some suggestions have been given for a complete SCADA system design. In conclusion, efficient and low cost SCADA systems are produced with welldesigned hardware and software.

Science Code Key Words Page Number Adviser

: 905.1.035 : SCADA, Automation, Gas, Energy : 165 : Prof.Dr.M.Sezai DİNÇER

vi

TEŞEKKÜR Çalışmalarım

boyunca

değerli yardım ve katkılarıyla ben yönlendiren Hocam

Prof.Dr.M.Sezai DİNÇER’e yine kıymetli tecrübelerinden faydalandığım hocam Doç. Dr. Mehmet Ali AKCAYOL’a , Yüksek Lisans Öğrenimim boyunca desteğini esirgemeyen değerli hocam Prof.Dr. M. Cengiz TAPLAMACIOĞLU’na ve diğer tüm hocalarıma, halen çalışma hayatımı sürdürdüğüm şirketim SYS A.Ş. yöneticilerine ve çalışanlarına, her zaman yanımda olan aileme ve çalışma arkadaşım Ali SUCUBAŞI’na ve her zaman en değerli varlığım olarak kalacak olan Sibel ÖZKAN’a teşekkürü bir borç bilirim.

vii

İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET....................................................................................................................... iv ABSTRACT............................................................................................................. v TEŞEKKÜR............................................................................................................ vi İÇİNDEKİLER ...................................................................................................... vii ÇİZELGELERİN LİSTESİ...................................................................................... x ŞEKİLLERİN LİSTESİ .......................................................................................... xi SİMGELER VE KISALTMALAR........................................................................ xv 1. GİRİŞ ................................................................................................................... 1 2. SCADA SİSTEMLERİ ........................................................................................ 7 2.1. Genel Bilgiler................................................................................................ 7 2.1.1. Merkez istasyonu ................................................................................ 9 2.1.2. Saha istasyonları................................................................................ 11 2.1.3. SCADA haberleşme altyapısı ........................................................... 14 2.1.4. SCADA yazılımları........................................................................... 17 2.2. SCADA Kontrol Merkezinin Bilgisayar Yapısı ......................................... 19 2.2.1. SCADA kontrol merkezi için gerekli donanım yapısı ...................... 19 2.2.2. SCADA yazılım mimarisi ................................................................. 28 2.3. SCADA Yazılımı ........................................................................................ 33 2.3.1. SCADA yazılımının genel özellikleri ............................................... 33 2.3.2. Dinamik veri sorgusu bağlantısı (DDS Link) ................................... 34 2.3.3. Veri tabanı işlemleri ve veri tabanının incelenmesi.......................... 35

viii

Sayfa 2.3.4. Veri tabanı sorgulaması (DB query) ................................................. 36 2.3.5. Grafik tasarım editörü (totalVision editor-toplam gösterim düzenleme) ........................................................................................ 39 2.3.6. SCADA yöneticisi (SCADA explorer) ............................................. 51 2.3.7. SCADA sisteminin izlenmesi (navigator)......................................... 51 2.3.8. Alarm durumlarının izlenmesi (inst alarm)....................................... 52 2.3.9. Arşivsel bilgilere ulaşma (versa trend) ............................................. 52 2.3.10. Güvenlik editörü (security editor)................................................... 53 3. ENERJİ SEKTÖRÜNDE SCADA SİSTEMLERİ ............................................ 54 3.1. İgdaş SCADA Projesi ................................................................................. 55 3.2. Bursa Organize Sanayi Bölgesi IV. Tevsi Sahası SCADA Projesi ............ 61 3.2.1. SCADA sisteminin merkez donanımı............................................... 62 3.2.2. RTU panolarındaki kartların tanımlamaları ve fonksiyonları........... 66 3.2.3. Müşteri RTU’larının PRS-A’lar ile haberleşmesi............................. 69 3.2.4. Dağıtım merkezlerinin SCADA ile haberleşmesi ............................. 71 3.3. Bir Örnek Olarak Ankara Su ve Kanalizasyon İdaresi Su Dağıtım Şebekesi SCADA’ sının İncelenmesi ......................................................... 73 4. ENERJİ SEKTÖRÜ İÇİN SCADA SİSTEM UYGULAMASI ........................ 80 4.1. Durusu SCADA Projesi (Mavi Akım Giriş Projesi) ................................... 80 4.1.1. Sistem genel parametreleri................................................................ 81 4.1.2. Sistem işleyişi ve kullanımı .............................................................. 84 4.1.3. Algoritmalar .................................................................................... 111 4.2. S/3 SCADA Uygulama Örneklemesi........................................................ 114

ix

Sayfa 4.2.1. Nesnelerin çizilmesi ........................................................................ 114 4.2.2. Nesnelerin dinamikleştirilmesi ....................................................... 115 4.3. CITECT SCADA Uygulama Örneklemesi ............................................... 118 4.4. Bir Su SCADA’sı Sonrası Kullanılması Gereken Yazılım Örneklemesi .............................................................................................. 142 4.5. Yapılan Uygulamalardan Elde Edilen Deneysel Sonuçlar........................ 146 5. SONUÇ ............................................................................................................ 150 KAYNAKLAR .................................................................................................... 151 EKLER................................................................................................................. 153 EK-1 SCADA projesi proje çizimi ...................................................................... 154 EK-2 SCADA projesi proje çizimi büyütülmüş 1. parça..................................... 155 EK-3 SCADA projesi proje çizimi büyütülmüş 2. parça..................................... 156 EK-4 Pompa eğrisi (basınç yüksekliği-debi değişim grafiği-normal) ................. 157 EK-5 Pompa eğrisi (normal-1. parça) .................................................................. 158 EK-6 Pompa eğrisi (normal-2. parça) .................................................................. 159 EK-7 Pompa eğrisi (normal-3. parça) .................................................................. 160 EK-8 Pompa eğrisi (basınç yüksekliği-debi değişim grafiği-hatalı).................... 161 EK-9 Pompa eğrisi (hatalı-1. parça)..................................................................... 162 EK-10 Pompa eğrisi (hatalı-2. parça)................................................................... 163 EK-11 Pompa eğrisi (hatalı-3 parça).................................................................... 164 ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................... 165

x

ÇİZELGELERİN LİSTESİ Çizelge

Sayfa

Çizelge 2.1. Akım-basınç seviyeleri .......................................................................... 16 Çizelge 2.2. Akım-basınç seviyeleri .......................................................................... 26 Çizelge 2.3. UPS çıkışı .............................................................................................. 26 Çizelge 2.4. Tag tanımlamaları .................................................................................. 36 Çizelge 4.1. Akım-basınç seviyeleri ........................................................................ 132

xi

ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil

Sayfa

Şekil 2.1. Uzak terminal ünitesi RTU (Remote terminal unit) ................................. 12 Şekil 2.2. Bir noktadan-bir noktaya konfigürasyonlar (Point to point) ..................... 15 Şekil 2.3. Bir noktadan – çok noktaya konfigürasyonlar (Point to multi-point)........ 15 Şekil 2.4. Haberleşme yapısı...................................................................................... 17 Şekil 2.5. Sensörden gelen bilginin iletilmesi............................................................ 18 Şekil 2.6. Haberleşme yapısı...................................................................................... 37 Şekil 2.7. Veritabanı yapısı ........................................................................................ 38 Şekil 2.8. Örnek bir navigator penceresi.................................................................... 53 Şekil 3.1. İstanbul igdaş doğalgaz şebekesi ............................................................... 59 Şekil 3.2. Aktuator vana açma-kapama işlemi........................................................... 60 Şekil 3.3. Bölge regülatörü ........................................................................................ 60 Şekil 3.4. Kromotograf............................................................................................... 61 Şekil 3.5. Katodik koruma ünitesi.............................................................................. 61 Şekil 3.6. Hat ucu depolu dağıtım sistemi ................................................................. 74 Şekil 3.7. Pompa istasyonu ........................................................................................ 76 Şekil 3.8. Depo istasyonu........................................................................................... 77 Şekil 3.9. Ölçüm istasyonu ........................................................................................ 78 Şekil 4.1. Login menüsü ............................................................................................ 82 Şekil 4.2. Login ekranı............................................................................................... 82 Şekil 4.3. Yeni kullanıcı ekleme menüsü................................................................... 82 Şekil 4.4. Yeni kullanıcı oluşturma ekranı................................................................. 83 Şekil 4.5. Şifre değiştirme menüsü ............................................................................ 83

xii

Şekil

Sayfa

Şekil 4.6 Şifre değiştirme ekranı................................................................................ 84 Şekil 4.8. Alarm limit penceresi................................................................................. 84 Şekil 4.9. Ana ekran................................................................................................... 85 Şekil 4.10. İstasyon giriş ekranı ................................................................................. 86 Şekil 4.12. Yüksek diferansiyel alarmı ...................................................................... 89 Şekil 4.13. Yüksek diferansiyel alarmı ...................................................................... 89 Şekil 4.14 Tank seviye alarmları................................................................................ 89 Şekil 4.15. Gaz filtreleri............................................................................................. 90 Şekil 4.16. Isıtıcılar .................................................................................................... 92 Şekil 4.17. Isıtıcı sıralama ekranı............................................................................... 93 Şekil 4.19. Basınç düşürme ekranı............................................................................. 95 Şekil 4.20. Ölçüm işlemleri ekranı............................................................................. 97 Şekil 4.21. Ölçüm sıralama ekranı ............................................................................. 99 Şekil 4.22. Sıralama limitleri ekranı .......................................................................... 99 Şekil 4.23. İstasyon çıkış ekranı............................................................................... 100 Şekil 4.24. Yakıt hattı sayfası .................................................................................. 101 Şekil 4.25. Akış bilgisayarı ölçümleri ekranı........................................................... 102 Şekil 4.26. Gaz kromotograf sayfası....................................................................... 104 Şekil 4.27. El modu.................................................................................................. 104 Şekil 4.28. Otomatik mod ........................................................................................ 105 Şekil 4.29. El ile gaz değer girişi ekranı .................................................................. 105 Şekil 4.30. Gaz analizör sayfası ............................................................................... 106 Şekil 4.31. Cihaz durumları izleme sayfası.............................................................. 106

xiii

Şekil

Sayfa

Şekil 4.32. Cihaz durumları izleme sayfası 2........................................................... 107 Şekil 4.33. Network ekranı ...................................................................................... 108 Şekil 4.34. Trend izleme ekranı ............................................................................... 108 Şekil 4.35. Donanım alarm sayfası .......................................................................... 109 Şekil 4.36. Alarm özet sayfası ................................................................................. 110 Şekil 4.37. Tez için yazılım uygulaması .................................................................. 115 Şekil 4.38. Faz 4 telli sistemlerde saha bağlantıları................................................. 123 Şekil 4.39. Yarı dupleks, multi-drop RS485 bağlantı şekli ..................................... 124 Şekil 4.40. Konfigürasyon yazılımı ana ekranı........................................................ 126 Şekil 4.41. File menüsü............................................................................................ 128 Şekil 4.42. File menüsü............................................................................................ 129 Şekil 4.43. Mühendislik birim dönüşüm formülü ve grafiksel gösterimi ................ 130 Şekil 4.44. RTU programı main 1............................................................................ 134 Şekil 4.45. RTU programı main 2............................................................................ 134 Şekil 4.46. RTU programı main 3............................................................................ 135 Şekil 4.47. RTU programı main 4............................................................................ 135 Şekil 4.48. RTU programı SC 1............................................................................... 136 Şekil 4.49. RTU programı mot 1.............................................................................. 136 Şekil 4.50. RTU programı mot 2.............................................................................. 137 Şekil 4.51. RTU programı mot 3.............................................................................. 137 Şekil 4.52. RTU programı an 1 ................................................................................ 138 Şekil 4.53. RTU programı an 2 ................................................................................ 138 Şekil 4.54. RTU programı an 3 ................................................................................ 139

xiv

Şekil

Sayfa

Şekil 4.55. RTU programı an 4 ................................................................................ 139 Şekil 4.56. RTU programı an 5 ................................................................................ 140 Şekil 4.57. RTU programı pl 1................................................................................. 140 Şekil 4.58. RTU programı pl 2................................................................................. 141 Şekil 4.59. Motor çalışıyor ekranı............................................................................ 141 Şekil 4.60. Motor duruyor ekranı............................................................................. 142 Şekil 4.61. Motor hatalı ekranı................................................................................. 142 Şekil 4.62. Zone listesi............................................................................................. 143 Şekil 4.64. Node listesi ............................................................................................ 144 Şekil 4.65. Node tanımlama işlemleri...................................................................... 144 Şekil 4.66. Node Detay tanımlama işlemleri ........................................................... 144 Şekil 4.67. Node detay listesi................................................................................... 145 Şekil 4.68. Pipe node belirleme işlemleri ................................................................ 145 Şekil 4.69. Pipe node listesi ..................................................................................... 145

xv

SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile aşağıda sunulmuştur. Simgeler

Açıklama

mA

Mili amper (Akım ölçüsü)

V

Volt (Gerilim ölçüsü)

Bar

Basınç ölçüsü

Kısaltmalar

Açıklama

RTU

Uzak kontrol ünitesi

LAN

Yerel ağ

WAN

Geniş ağ

SCADA

Yönetsel denetim ve veri toplama

PLC

Programlanabilir lojik kontrolör

GIS

Coğrafi bilgi sistemi

MIS

Yönetim bilgi sistemi

IED

Akıllı elektronik cihaz

1

1. GİRİŞ Bilgisayar ile kontrol günümüzde bir çok uygulaması bulunan bir alandır. Bunların içinde akla ilk geleni, günümüzde özellikle son yıllarda çok popüler hale gelen SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)’dır. Tarihsel gelişimi ele alındığı zaman endüstriyel otomasyonun başlangıcı 1960’lı yıllara dayanmaktadır. 1960’lı yıllarda çoğu endüstriyel otomasyon pnömatik olarak gerçekleştirilirdi. Hava basıncı iletişim ve kontrol sistemlerinde kullanılırdı. Süreç değişkenlerinin ölçümü yapıldıktan sonra bu ölçümler pnömatik dönüştürücüler vasıtasıyla hava basıncı olarak sinyale dönüştürülürdü. Pnömatik vericiler hava basıncı olarak aldığı sinyali bir kanaldan algılayıcıya getirir ve bu algılayıcı kontrol, kayıt ve düzenleme gibi işlemleri yürütürdü. Pnömatik düzenleyiciler aritmetik fonksiyonlar (toplam, çarpım, kök alma) gerçekleştirmenin yanı sıra lojik fonksiyonların gerçekleştirilmesinde de kullanılırdı. Pnömatik sistemlerde kullanılan bütün parçalar mekanik olarak çalışmaktaydı. Pnömatik sistemler göreli olarak parçalarının ucuz, güvenilir ve güvenli olmasından ötürü uzunca yıllar kullanıldı [1]. Ayrıca pnömatik sistemlerin paslanma ve aşınmaya karşı dayanıklı olması da bir avantaj sağlamaktadır. Fakat pnömatik sistemlerin tüm bu avantajlarının yanı sıra, temel teşkil eden bir problem var ki o da sinyallerin uzak mesafelere iletimi sorunudur. Zaman gecikmesini yaratan sorun basınçla yaratılan analog sinyalin uzunca tüplerden geçirilmesidir. Bu da sinyal iletilecek mesafe arttıkça zamanda önemli gecikmeler yaratmaktadır. Transistörlerin yaşantıya girmesiyle birlikte, birçok pnömatik araç elektronik parçalarla değiştirilmiştir. Elektronik sinyaller vasıtasıyla proses veya kontrol değişkenleri çoğunlukla gerilim (1-5 Volt) veya akım (4-20 mA) şeklinde analog elektrik sinyallerine dönüştürülür. Elektrik sinyal dönüşümü anlık zaman cevabında olduğundan artık birçok uzak mesafe kablolar, radyo dalgaları veya mikrodalga sinyalleri ile ulaşılabilir hale gelmişti. Fakat elektronik kontrol sistemleri geniş uygulamalarda çok karmaşık olması yönünden bir dezavantaja sahipti. Bundan dolayı elektronik araçlar basit kontrol döngüleri ve lojik fonksiyonların gerçekleştirilmesi dışında tavsiye edilmedi. 1960’ların sonlarında

2

mikroişlemci alanındaki atılımlar proses kontrolde önemli bir devir açtı. Dijital sinyaller

yavaş

yavaş

analog

sinyallerin

yerini

almaya

başladı.

Elektronik analog sinyaller yeni bir örneklem alınana kadar önceden belirlenen bir frekans aralığında örneklenir. Analog ölçümler analog/dijital (A/D) çeviriciler sayesinde dijital sinyale dönüştürülür, kullanım yerine geldiğinde kontrol çıktıları dijital/analog (D/A) çeviriciler sayesinde tekrardan analog sinyale dönüştürülür. Dijital kontrolörler pnömatik ve elektronik araçlarla oluşturulan diğer kontrolörlere göre birçok esnekliğe sahiptir. Dijital kontrolörler tek döngü gerçekleştirilmesi veya dağınık kontrol noktalarına veri aktarılması için kullanılabilir. Mikroişlemciye dayanan kontrol sistemleri 1960’larda kullanılmaya başlansa da klasik pnömatik ve elektronik sistemlerin denetlenmesinde nadiren kullanıldı. Bunun gerçekleşmesi 1970’lerin ortalarında ilk Dağınık Kontrol Sistemlerinin kullanılmasıyla başladı. Dağınık kontrol sistemleri kontrol sisteminin fonksiyonlarını birçok mikroişlemciye dağıtır. Fiziksel olarak tesisin pek çok noktasına dağıtılmış ve kendi arasında iletişimin sağlandığı bu mikroişlemciler kendi içinde bir alt sistem oluştururlar. Operatör arayüzü merkezi bir noktada kontrol odasında konumlandırılır. Operatör arayüzü dinamik süreç verilerini gösteren renklendirilmiş grafiklerden oluşur. Ayrık süreçlerde seri lojik kontrol fonksiyonları gerçekleştirmek için çeşitli donanımlarla oluşturulmuş düzenleyiciler kullanılırdı. Elektromekanik düzenleyiciler donanımı açıp kapatmak için kendi aralarında kablolarla seri veya paralel bir şekilde bağlanabilirler. Giriş cihazları olan butonlar veya aç-kapa tuşlarıyla devre içindeki akımın akması veya kesilmesi sağlanır böylelikle aletin de çalışıp çalışmaması kontrol edilirdi. Donanımlarla oluşturulmuş bu düzenleyicilerin önemli bir dezavantajı sistemi devredışı bırakmadan genişlemenin mümkün olmamasıydı. Donanımlara dayalı düzenleyicilerdeki bu tarzdaki bir problemden ötürü 1970’lerde otomotiv endüstrisinde yeni bir mikroişlemciyi temel alan Programlanabilir Lojik Kontrolör(PLC) adı verilen bir kontrol sistemi geliştirildi. PLC sistemler donanımlarla oluşturulmuş düzenleyici panellerinin yerini aldı ve ne zaman istenirse istensin uygulamaya yönelik lojik programın değiştirilmesi esnekliğini sağladı. Ayrıca, PLC sistemler çok ucuza yüksek güvenilirlik düzeyiyle bir avantaj sağlamaktadır. Bundan dolayıdır ki PLC sistemler basit bir açma-kapama kontrolünden tutun da daha karmaşık kontrol uygulamalarına kadar popüler oldu.

3

Uzaktaki sistemler arası iletişim gerektiren uygulamalar için de 1960’lı yılların sonlarında SCADA sistemi geliştirildi. SCADA sistemi değişik bölgelere dağıtılmış olarak bulunan boru veya elektrik hattı gibi birimlerin denetimi için uzak terminal birimlerinden (RTU= Remote Terminal Unit) bilgi alır. SCADA uzak terminal birimleriyle sürekli olarak iletişim halinde olup gerçek zamanlı bilgi transferi sağlar. 1980’lerden itibaren bilişim sektöründeki ilerlemeler ve kişisel bilgisayarlar, LAN(Local Area Network) ve WAN (Wide Area Networks) üzerindeki gelişmeler süreç kontrolü için önemli olanaklar doğurmuştur. Standart olarak bilgisayarların endüstri içinde kullanılması dağınık kontrol sistemleri, PLC ve SCADA üzerinde birçok gelişmeye olanak sağlamıştır [1]. 1990’lı ve 2000’li yıllarda ise teknolojideki gelişmelerle paralel olarak neredeyse tüm iş sektörlerinde otomasyona geçilmiştir. İş sektörlerinin otomasyona geçmesiyle birlikte kazancın artması, kalitenin artması, insan faktöründen kaynaklanan hataların minimize edilmesi, iş takibi kolaylığı, iş kazalarının minimuma indirilmesi gibi bir çok avantaj sağlanmıştır. Bu nedenle günümüzde SCADA sistemleri bütün iş sektörleri için vazgeçilmez bir ihtiyaç haline gelmiştir. Bir SCADA sisteminin temelinde bir merkez istasyon, bu istasyona bağlı çevre istasyonlar ve bu iki birim arası denetim, kontrol işini gerçekleştiren bir yazılım bulunur [2]. Bu yazılımın en önemli özelliği, kullanıcıya kolaylık sağlaması bakımından, görsel ve kolay kullanımlı olmasıdır. Görsellik kavramını, günümüzde en iyi pencere (Windows) tabanlı programlar sağlamaktadır [3]. Bu yazılımların kontrolü yapılan çevre elemanlarına kolay müdahale imkanı vermesi, cihazların anlık olarak çalışıp çalışmadığı bilgilerinin ekranda görülüyor olması, çalışan bir cihazda meydana gelen arızanın anında kullanıcıya bildirilmesi veya sisteme büyük çapta zarar verebilecek bir arızanın meydana gelmesi durumunda, tüm sistemin çalışmasının durdurulması gibi özelliklerinin bulunması beklenmektedir [4]. Ancak bu noktada bu çalışmada değinilen konulardan biriside SCADA için yazılım konusunda yeni ve daha güvenilir metotların olması gerekliliğidir.

4

Bir SCADA sistemine dışarıdan bilgi sensörlerden gelmektedir. Kullanım amacına göre sensörler; ısı sensörü, gürültü sensörü, basınç sensörü, hareket sensörleri v.b. gibi çeşitlilik göstermektedir. Sensörlerden gelen bilgiler bilgisayarda işlenerek kullanıcıya bildirilir. Böylece kontrolü yapılan cihazın veya ortamın durumu hakkında istenildiği zaman bilgi sahibi olunur [5]. Elde edilen bilgiler ışığında kontrolünü yaptığınız sistemin tüm ayrıntılarını elde edebilirsiniz. Bu bilgiler ışığında yapılacak ileriye yönelik yatırımlar amacına ulaşır ve üretim ve tüketimde maliyet düşüşü yaşanır. Ayrıca eldeki verilerin yerinde, doğru ve zamanında veriler olmasından kaynaklanan avantajla sistem işleyişine yapılacak nokta değişiklikler ile kalite artırılır ve bu işlem yüksek tutarlılıkta ve hızlı yapılabilmektedir. SCADA sistemleri ile birlikte kullanılacak entegre sistemler ile sorunların çözümüne daha çabuk gidilebilir. Bu sistemler tamamen bilgisayar ve yazılım tabanlı uygulmalar olduğundan sistem entegrasyonlarıda kolay ve yüksek doğrulukta yapılabilmektedir.

Sistem

genelinde

bilgisayar

ve

mikroişlemci

kontrolü

bulunduğundan sisteme gereken ve uygun olan algoritmalar kullanılabilmekte ve algoritma sonuçları istatistiki bilgi olarak süre kaybetmeden elde edilebilmektedir. SCADA sitemlerinin uygulamaları yaygınlaştıkça sistem kullanımı da daha kolay kullanılır hale gelecek ve küçükten büyüğe tüm uygulamalarda kullanılmaya başlayacaktır [2]. Bu çalışma, günümüzde ileri endüstri toplumlarının hemen hemen hepsinde kullanılmakta olan ve ülkemizde her geçen gün kullanımı artan SCADA sistemlerinin enerji sektörlerindeki uygulamalarından örneklerin sunulduğu ve bununla birlikte en basit düzeyde bir SCADA sisteminin hazırlandığı bir çalışmadır. Burada tespit edilmeye çalışılan SCADA düzgün kurulsa da eğer işletim de hatalar yapılıyorsa veya bir takım SCADA’yı destekleyen üst düzey yazılımlar kullanılmıyorsa tam verim alınamamasıdır. Bununla ilgili olarak da bir su SCADA’sı üzerinde çeşitli sorgulamalar ve izlemelerle deneysel sonuçlar alınmış ve değerlendirilmiştir.

5

Aynı zamanda SCADA yazılımlarının web ortamından kontrolü ile de nelerin kazanılıp nelerin kaybedileceği üzerinde durulmakta ve bunlarla ilgili bilgiler verilmektedir. Yine buna bağımlı olarak yeni bir yazılım metoduna da bu çalışmada değinilmektedir. Yeni yazılımla birlikte yeni protokollerde geliştirilebileceği konusuda önem arzetmektedir. İleride de bahsedileceği gibi tamamen bağımsız ve maliyeti düşüren yazılımlar ile otomasyon sektörüne destek verilmelidir [6]. Bu çalışmada SCADA sistemlerinin kullanım alanları, kullanım alanlarına göre kurulum şekilleri, kullanılan enstrümanların özelliklerine ve bunlardan elde edilen bilgiler ışığında maliyet düşümü ve kalite yükseltme yöntemleri ele alınmıştır. Özellikle maliyeti kaliteden ödün vermeden düşürmek konusunda yazılım lisanslarının ortadan kaldırılması epey etkili olacaktır. İlerleyen konularda SCADA sistemlerinin her yönüne değinilecek ve bilgiler verilecektir. Bu alanda ülkemizde henüz kapsamlı bir çalışma yoktur. Sayısı 20’dan fazla olmayan SCADA sistemleri tümüyle yabancı sermaye tarafından kurulmuştur. Bu sistemlerin tüm parçaları ve işçiliklerinin büyük bölümü yine yurtdışı şirketler tarafından yapılmaktadır. Ancak halen ASAT (Antalya Su ve Atık Su) tarafından yürütülen SCADA çalışmaları ülkemizde ilk kez %100 yerli sermaye ve Türk mühendisleri ile yapılan önemli bir çalışmadır. Bu çalışmada gerçekleştirilen pompa eğrileri, şebeke tanımlama işlemleri gibi kısımlar da anlatılanlar bizzat ASAT’da uygulamaya konulacak olan geliştirmelerdir. SCADA sistemleri malzeme olarak değil iş gücü olarak pahalı bir kalem oluşturmaktadır. Fakat bu alanda gerekli yatırımlar olmadığından ülkemizde yetişmiş işgücü çok az sayıdadır. Mühendislik maliyeti yüksek olan bu konu faal hale getirilirse ileriye dönük kazanımları çok olacaktır. SCADA sistemleri yapı gereği kurulduğu sistemin özelliklerini taşımalıdır. Bu durumda SCADA sistemlerinin genel bir tanımını yapmak çok zordur. Ancak SCADA sistemleri hakkında asgari ortak noktalar genelleştirilebilir. SCADA sistemleri ile birlikte kullanılacak entegre sistemler ile sorunların çözümüne daha çabuk gidilebilir. Bu sistemler tamamen bilgisayar ve yazılım tabanlı uygulamalar olduğundan sistem entegrasyonlarıda kolay ve yüksek doğrulukta yapılabilmektedir [2].

6

SCADA sistemleri ile motor kontrol devrelerini entegre çalışması ile işletme koşullarına göre ayarlanan analog çıktılar yardımı ile SCADA’ nın getirdiği avantajlar daha da artmakta ve komple sistem çözümleri yapılmakta ve optimizasyon sağlanmaktadır [7].

7

2. SCADA SİSTEMLERİ 2.1. Genel Bilgiler SCADA “Yönetsel Denetim ve Veri Toplama " (Supervisory Control And Data Acquisition) sözcüklerinin kısaltılmasıdır. SCADA sistemleri bir merkez istasyonu, saha istasyonu, haberleşme sistemi ve SCADA yazılımına sahiptir. Bu sistem bilgi toplama, toplanan bilgiyi merkezi bir sisteme taşıma, gerekli analiz ve hesaplamaları yapma ve bu bilgileri operatörlerin kullandıkları ekranlara taşıma süreçlerinden oluşmaktadır [8]. SCADA sistemi saha-ekipmanları veya tesisleri izlemek için kullanılır ve kontroller otomatik veya operatörlerden alınan komutlar yardımıyla yapılır [2]. Son yıllarda durmadan çalışmak zorunda kalan tesis ve istasyonların dağınık halde bulunduğu bir çok sanayi ve hizmet sektöründe yaygın olarak kullanılan ve SCADA sistemi olarak adlandırılan özel bir sistem geliştirilmiştir. Burada haberleşme protokolleri geliştirilmiş ve bunlar hem enstrümanlarda hemde yazılımlarda kullanılmıştır [6]. Kontrol Merkezi Kontrol Merkezi bilginin bir ortam aracılığıyla transfer edilmesine ve alınması ile ilgili birimin adıdır. Gerilim, akım, debi gibi ölçümler SCADA sisteminde bilgi olarak adlandırılan ve bir ortam aracılığıyla aktarım yapılan bilgilere örnektir. Bu bilgiler başka bir yere aktarılırken kullanılan ortam kablo, telefon veya radyo olabilmektedir. Bir çok noktadan aynı zamanda bilgi alımı sağlanabilir [2]. Saha İstasyonu Saha istasyonlarında (pompa istasyonları, su depoları, ölçüm noktaları ve arıtma tesisleri gibi) şebekenin işletilmesi için gerekli ölçümleri yapan elektronik cihazlar monte edilmiştir. Bu cihazlar yaptıkları ölçümleri iletişim sistemi (SCADA sistemi

8

kontrol merkezi ile saha istasyonları arasında kurulu olan haberleşme sistemi) üzerinden kontrol merkezine ulaştırmaktadır. İstasyonlardan elde edilen veriler, istenen sıklıkta ve periyotlarda kontrol merkezindeki tarihsel arşiv bilgisayarlarında saklanabilmekte, hem geçmişteki veriler ve hem anlık veriler kullanılarak tablo ve grafik halinde rapor edilmektedir [2]. Haberleşme Sistemi İstasyonlarla kontrol merkezi arasında ve istasyonların kendi aralarında veri iletişimini sağlayan haberleşme sistemi, istasyonlardaki haberleşme kontrol

merkezinde

aynı

haberleşme

protokolüne

ait

cihazlar

cihazları ile tarafından

sağlanmaktadır. Bu cihazlar kiralık hat, çevirmeli bağlantı, telsiz, uydu haberleşmesi ve diğer veri haberleşmesi sağlayan herhangi bir çeşit haberleşme sistemi ile yapılabilmektedir [2]. Ayrıca DNP3 gibi bir takım protokollerde yine geliştirilen protokoller arasındadır [9]. SCADA Yazılımı Sistemde, bütün işlemleri yerine getirebilecek bir yazılım kullanılmalıdır. Bu paket yazılım sistemin bütün konfigürasyon ve tasarımının yapılabildiği, grafik ara yüzlerinin hazırlanabildiği bir yazılımdır. Yazılım

sayesinde

değişik

protokollere

sahip

saha

enstrümanları

ile

haberleşilebilmekte ve kontrol sağlanabilmektedir. Sahayla ilgili tüm kontrollerin SCADA yazılımından yapılması her zaman için en güvenli yöntemdir. Çünkü web tabanlı sistemlerden SCADA’nın kontrol edilmesi her zaman için azda olsa bir güvenlik riski oluşturmaktadır. Ancak bununla birlikte web tabanlı yazılımlardan Karar Destek Sistemleri için veya uzmanlar tarafından yapılması gereken analizler için faydalanmak gereklidir. Bu kısımda sadece okuma yapılacağı için herhangi bir güvenlik problemi yoktur. Sistemden gerçek zamanlı veriler web tabanlı uygulamanın

veri

tabanına

çekilmekte

ve

daha

sonra

buradan

gerekli

9

değerlendirmeler yapılmaktadır [10]. Yukarıda anlatılan bölümlerin detaylı açıklamaları ilerleyen bölümlerdedir. 2.1.1. Merkez istasyonu Kontrol merkezinde bütün sistemin kontrolünü sağlayan bilgisayarlar, kontrol merkezi yazılımı, haberleşme alt yapısı ve ana gösterim ekranı bulunmaktadır. Bu sistemler madde madde şu şekilde sıralanabilir; 1- Sunucu bilgisayarlar 2- Dizayn bilgisayarları 3- Operatör bilgisayarları 4- Kontrol merkezi yazılımı 5- Haberleşme alt yapısı 6- Ana gösterim ekranı Merkez istasyonu kontrol edilecek saha veya tesisin uygun yerine inşa edilir. Bu istasyon bağımsız bir istasyon olabileceği gibi saha istayonları içinden bir tanesi de olabilir. Haberleşme alt yapısına bağlı olarak merkez istasyon yeri belirlenir. Örneğin kiralık hat haberleşmesi yapan bir sistemde merkez istasyonunun yeri haberleşme kurumunun uygun bulduğu bir yerde kurulmalıdır [2]. Sunucu Bilgisayarlar Sistem

gereksinimlerine

göre

sunucu

bilgisayarların

sayısı

ve

hacmi

belirlenmektedir. Burada önemli olan SCADA sistemi kurulacak olan sistemin gereksinimleridir. Büyük sistemlerde tarihsel olayları ve gerçek zaman olaylarını işleyen bilgisayarlar farklı olmalıdır. Sistem yapısına göre kullanılacak sunucu bilgisayar sadece sunucu olarak görev yapabileceği gibi tüm diğer paket yazılımlarını da içinde bulundurabilir. Ancak büyük sitemlerde tüm merkez bilgisayarlarının görevlerine göre ayrılmaları en uygun olanıdır [11].

10

Merkez istasyonunda en önemli donanım sunucu bilgisayarlardır. Bu sunucular sahadan gelen ve sahaya gönderilecek olan tüm verilerin üzerinde tanımlanan işlemleri yapar ve gerekli olanları arşivler. Bu sayede bütün sistem üzerinde kontrol ve söz sahibi birim sunuculardır. İnsan makine arasındaki ilişkileri sağlayacak grafik ara yüzleri yine sunucular sayesinde bilgilendirilir. Operatörlerin kullandıkları programlar tarafından üretilen komutlar sunucularda onaylandıktan sonra sahaya gönderilir. Özet olarak bir SCADA sisteminde sunucular ve sunucu yazılımları ne kadar iyi olursa SCADA sisteminin verimliliği de o kadar artar. Ancak bunları düşünürken SCADA sistemininde her bir parçanın büyük önem taşıdığını unutmamak gerekir [4]. Dizayn Bilgisayarları Dizayn bilgisayarları sistemde kullanılacak grafiklerin ve nokta konfigürasyonlarının dizayn edilmesinde kullanılan bilgisayarlardır. Bu bilgisayarlara dizayn bilgisayarı isminin verilmesinin sebebi içerisinde bulunan yazılımdır. Yazılım sayesinde kullanıcı sistem için gerekli tüm dizaynları yapabilir. Hatta bazı yazılımlarda doğrudan sunucu bilgisayarlar erişim hakkıda vermektedir. Operatör Bilgisayarları Bu bilgisayarlarda sadece kullanıcıların sisteme komut göndermesine izin verilmektedir. Yani kullanıcı sistem işletmeni olarak görev yapmaktadır. Bu bilgisayarlara ya da yazılımlara sistemin konfigürasyonu ile ilgili bir işlem yapma yetkisi verilmemektedir. Bu sayede sistem güvenliği ve doğruluğu artırılmaktadır. Kontrol Merkezi Yazılımı Kontrol merkezinde sunucu, operatör ve dizayn bilgisayarlarında kullanılan ve yukarıda anlatılan kullanıcı sınırlamaları ve sahadan gelen verilerin alınması, işlenmesi ve depolanması gibi bütün işlemelerin üzerinde yapıldığı yazılımdır. Kurulan sistemin büyüklük ve gereksinimlerine göre tekrar dizayn edilir. Yani

11

standart bir yazılımın olması düşük uzmanlık anlamına gelmektedir ve bu tip yazılımlar ya çok maharetli ya da çok maharetsizdirler. Haberleşme Altyapısı Kontrol merkezi bilginin bir ortam aracılığıyla transfer edilmesine ve alınması ile bilgilerin toplandığı yerdir. Gerilim, akım, debi gibi ölçümler SCADA sisteminde bilgi olarak adlandırılan ve bir ortam aracılığıyla aktarım yapılan bilgilere örnektir. Bu bilgiler başka bir yere aktarılırken kullanılan ortam kablo, telefon veya radyo olabilmektedir. Bir çok noktadan birden bilgi alımı sağlanabilir. Ana Gösterim Ekranı Ana gösterim ekranı genelde gelişmiş teknolojiler ile oluşturulmuş bir gösterim ekranıdır. Donanımsal olarak ve yazılım olarak yüksek teknolajiler kullanılarak grafikler onlarca kat büyütülmekte ve çok sayıda grafik ekranı bir ekranda toplanarak gösterilmektedir. Operatörlerin sistemin tümünü görerek sistemi yönetmeleri son derece önemlidir. Bu sayede sistem daha kararlı hale gelmektedir. Sistem gereksinimine göre büyütülebilen bir yapıdır. Asıl amacı işletmelerin kontrol edilen tüm sistemi şematik olarak görmeleridir. Bu işlem mevcut saha istasyonlarının grafik ekranda modellenmesi ve tümünü bir ekrandan izlenmesi ile olmaktadır [2]. 2.1.2. Saha istasyonları Saha istasyonları SCADA sistemine veri göndermek ve gönderilen emirleri yerine getirmek üzere tasarlanmış her bir uzaktan kumanda birimine sahip istayona verilen isimdir. İstasyonda ölçüm yapmak için sensörler kullanılmakta, kumanda etmek için ise, kumanda edilecek cihazı sürecek yapılar kullanılmaktadır. Bu sistemler kullanılarak toplanan verilerin belirlenen bir kısmı merkez istasyonuna gönderilirken büyük bir bölümüde yerel otomasyonu sağlamak için kullanılmaktadır.

12

Uzak Terminal Üniteleri (RTU) SCADA ile izlenen ve kontrol edilen tesislere veya ekipmanlara bağlı saha araçları SCADA işlevlerini gerçekleştirmek için

uzak istasyonlara bağlanmıştır. Ayrıca

uzak istasyonlar ekipmanlardan verileri toplayarak merkez SCADA sistemine göndermektedir [2]. Uzak istasyonlar iki modelden oluşmaktadır, bunlar RTU (Remote Terminal Unit) veya PLC (Programmable Logic Controller) ünitelerinden biri olabilir. Tek bir ana karttan veya modüler bir üniteden oluşmaktadır. RTU - PLC karşılaştırması Uzak terminal ünitesi (Remote Terminal Unit) sağlam, dayanaklı ve iyi radyo link ara yüzü olan bilgisayar ünitesidir. Bağlantının daha zor sağlandığı durumlarda kullanılır. RTU nun bir dezavantajı programlamanın zor olmasından ileri gelir ama gelişen teknolojik yenilikler bu ünitelerin daha kolayca programlanabilmesi için olanak sağlamaktadır.

Şekil 2.1. Uzak terminal ünitesi RTU (Remote terminal unit)

13

Programlanabilen mantık bilgisayarları (Programmable Logic Controller) küçük endüstriyel bilgisayarlardır ve daha çok fabrikalarda ve benzer uygulamalarda kullanılır. PLC nin SCADA sistemlerindeki tercih sebepleri programlanabilme kolaylığıdır. Ama ilk PLC’lerin radyo iletişimi

için gerekli seri uçları (port)

bulunmamaktadır. Günümüz PLC üniteleri kapsamlı iletişim protokollerine sahip olup geniş çapta popüler protokolleri desteklemektedir. SCADA uygulamalarında RTU’nun ve PLC’nin birleşimlerini görmek olasıdır. Saha Enstrümantasyonu SCADA sistemi tarafından izlenen ve kontrol edilen makinelere bağlı cihazlara saha araçları

veya

enstrümanları

olarak

adlandırılmaktadır.

Bu

araçlar;

belirli

parametreleri izleyen sensörler veya sistemin belirli modüllerini kontrol eden aktivatörlerdir. Sensörler fiziksel parametreleri (örnek: su debisi, hızı, seviyesi) elektrik sinyallerine çevirerek (örnek: gerilim veya akım) sahadaki istasyondaki ekipmanı tarafından okunacak hale getirirler. Veriler analog (sürekli halde) veya dijital (belirli zaman aralıklarında parça parça halde) verilebilir. Bazı standart endüstriyel analog veri çıkışları ;0-5 volt, 0-10 volt, 4-20 mA ve 0-20 mA. Gerilim çıkışları sensörlerin yerlerde

kullanılır.

Akım

kontrolörlere (RTU veya PLC) yakın olduğu

çıkışları

ise

sensörlerin

kontrolörlerden

uzak

olduğuyerlerde kullanılır. Ancak artık bütün analog sistemlerde 4-20 mA standartı kullanılmaktadır. Dijital çıkışlar belirli ekipmanların farklı durumlarını belirtmek amacıyla kullanılırlar. Genellikle açık durumunu kapalı durumunu göstermek için kullanılır, örneğin; pompanın çalışma durumunda. Bazı durumlarda ise dolu durumu boş durumunu göstermek için kullanılabilir örneğin; depolardaki su seviyesini belirtmek için kullanıldığı durumlar. Burada hangi durumun olacağına karar vermenin yolu, hangi durumun daha uzun müddet olacağıdır. Yani eğer bir vananın kapalı durma süresi, açık durma süresinin on katından daha büyükse

14

bu durumda kapalı durumu seçilir ki normal konumda sistem fazla güç harcamasın. Aktivatörler bazı ekipmanları açıp kapamak için kullanılmaktadır. Sensörlerdeki gibi dijital veya analog çıkışlar kullanılır. Örneğin dijital çıkışlar ekipmanın modülünü açıp kapamak için kullanılabilir analog çıkışlar ise bir motorun hızını veya bir motorlu vananın pozisyonunu kontrol etmek amaçlı kullanılabilir. Bütün bu sistemler kullanılarak merkezi istasyonla haberleşen sistemlerin bulunduğu istasyonlada yapılan ölçümler için kullanılan ekipmanların tamamına verilen isimlerdir. 2.1.3. SCADA haberleşme altyapısı Kontrol merkezi bilginin bir ortam aracılığıyla transfer edilmesine ve alınması ile bilgilerin toplandığı yerdir. Gerilim, akım, debi gibi ölçümler SCADA sisteminde bilgi olarak adlandırılan ve bir ortam aracılığıyla aktarım yapılan bilgilere örnektir. Bu bilgiler başka bir yere aktarılırken kullanılan ortam kablo, telefon veya radyo olabilmektedir. Bir çok noktadan birden bilgi alımı sağlanabilir. İki tip kablosuz, kontrol merkezi tabanlı SCADA sistemi bulunmaktadır. Bunlar; bir noktadan-bir noktaya (point to point) ve bir noktadan–çok noktaya (point to multipoint) konfigürasyonlarıdır [12]. Bir Noktadan-Bir Noktaya Konfigürasyonlar (Point to Point) Bir noktadan-bir noktaya konfigürasyonlar en temel kontrol merkezi sistemi şeklidir. Bu konfigürasyonda veri iki istasyon arasında karşılıklı aktarılmaktadır. Bir istasyon ana (master) ve diğeri de köle (slave) olarak düzenlenebilir [12]. Örnek olarak bir su tankı ile farklı bir yerleşimde olan bir pompa istasyonunu gösterebiliriz. Su tankı boşalmaya başladığında tanktaki RTU (Remote Terminal Unit) pompadaki RTU’ya komut gönderir ve pompadaki RTU bu komutu aldıktan

15

sonra tanka su pompalamaya baslar. Tank dolu olduğunda tanktaki RTU tekrar pompadaki RTU ya dolu komutu gönderir ve Pompadaki işlev sona erer.

Şekil 2.2. Bir noktadan-bir noktaya konfigürasyonlar (Point to point) Bir Noktadan – Çok Noktaya Konfigürasyonlar (Point to Multi-Point) Bir noktadan – çok noktaya konfigürasyonlar da bir istasyon ana (master) olarak işlevlendirilmişken, birden fazla köle (slave) istasyonu bulunmaktadır. Ana (master) genelde merkezi bir kontrol istasyonda bulunurken köle (slave) istasyonları arazinin çeşitli bölümlerinde yerleşik durumda bulunur. Her bir köle (slave)’nin kendisine ait özel ve tek bir adresi ve kimlik numarası (ID) bulunur.

Şekil 2.3. Bir noktadan – çok noktaya konfigürasyonlar (Point to multi-point)

16

Gelişmiş SCADA sistemlerinde iki tür konfigürasyonda bulunmaktadır. Zaten iyi bir SCADA sisteminde de hem point to point hem de point to multipoint konfigürasyon gerekliliği vardır. Kontrol merkezi istasyonlardan veri toplamakla görevlidir. İstasyonlar kontrollerini ya kendileri yerel olarak yapar ya da kontrol merkezinden gönderilen emirlerle yerine getirir. Buna ek olarak bir noktadan – bir noktaya konfigürasyonların da kullanılabilir halde olduğu durumlar söz konusudur. Pompadaki RTU su deposundaki RTU dan aldığı verilere göre pompayı açıp kapayarak çalışmaktadır. Bu sistemde yerel ana (local master) ve yerel köle (local slave) tanımlıdır. Merkezdeki ananın (master) kölesi (slave) başka bir RTU’nun anası (master) olabilir. Hatta bir RTU’nun kölesi (slave) başka RTU’nun anası (master) olabilmektedir. Bu şekilde iç içe kombinasyonlar ile kendi kendisini yönetebilen akıllı SCADA sistemleri yapılmaktadır. SCADA sistemleri için her türlü haberleşme sistemi kullanılabilmektedir. Burada önemli olan bir noktadan diğerine bilgi sinyalini taşıyacak güvenli ve sürekli bir ortam oluşturmaktır. Sistemde kullanılan bir saha RTU’sunun merkez istasyonu ile haberleşmesinde gateway ve radio (Telsiz) gibi cihazlarda haberleşmeye yardımcı olur. Sensörden RTU ya gelen bir bilginin merkeze nasıl iletildiğine dair bir örnek verelim. Sensörümüzün analog çıkışlı bir basınç transmitteri olduğunu, DC ile beslendiğini, skalasının 0-16 bar olduğunu ve 4-20 Amper mantığına gore seviyelendirilen çıkışlar verdiğini varsayalım. Bu seviyelerde şöyle olsun: Çizelge 2.1. Akım-basınç seviyeleri AKIM DEĞERİ 4 mA 8 mA 12 mA 16 mA 20 mA

BASINÇ DEĞERİ 0 Bar 4 Bar 8 Bar 12 Bar 16 Bar

Sensör içinde 100 Ohm’luk bir direnç üzerine 1.2 Volt düştüğünü varsayalım. Bu durumda direnç üzerinden geçen akımımız 12 mA olur ve bu da 8 Bar basınca

17

karşılık gelmektedir. Bu 8 bar bilgisi aslında ikilik modda 8’ dönüştürülür ve iletilirken bir protokol üzerinden (32’lik, 64’lük, 128’lik gibi) iletilir. Bu 8 bilgisi RTU’ya iletilir. İşte bu bilgi RTU tarafından telsize iletilir ve arada gateway gibi bir protokol çeviricisinden geçer. Eğer RTU ve telsizin protokolleri birbirine uygunsa arada gateway kullanılmaz, fakat RTU ve telsizin protokolleri uyumlu değilse aradaki uyumu sağlamak için gateway kullanılmalıdır. RTU’nun telsize ilettiği bilginin içerisinde, bilginin hangi RTU’dan geldiği, ne bilgisi olduğu, ne zaman geldiği, değerin ne olduğu, hangi girişten geldiği ve bilginin alındığına dair bitler yer alır. Bu saydıklarımızın hepsi protokolde tanımlanır. Alınan bilgiyi telsiz yine bitler olarak merkeze gönderir ve oradaki telsiz ile alınan bilgi yine gateway’ler ile uygun protokole çevirilerek PC’lere gönderilir. Ve bu gelen bilgininde SCADA yazılımı aracılığıyla 8 bar olduğu anlaşılır. Yazılım bu gelen basınç bilgisini ileriki konularda da ayrıntılı olarak işleyeceğimiz şekilde değerlendirir ve yazılımın ilgili yerlerinde bu bilgiyi işler.

Şekil 2.4. Haberleşme yapısı 2.1.4. SCADA yazılımları SCADA yazılımları çok değişik amaçlarla kullanılmakta ve bu amaçlara uygun programlar her geçen gün yapılmaktadır. Bu programlar genelde özel amaçlar uygun olarak yapılmaktadır. Diğer bölümlerde de anlatıldığı gibi yazılımın özellikleri, kullanılan sistemdeki bilgisayarlara da özellik verir. SCADA yazılımları aynı zamanda RTU ve PLC’ler ile de uygun protokollerle de yapılmalıdır. Protokollerin

18

uygun olabilmesi için RTU ve PLC üreticilerinin bu yazılımları desteklemesi gerekmektedir [10].

Şekil 2.5. Sensörden gelen bilginin iletilmesi

19

2.2. SCADA Kontrol Merkezinin Bilgisayar Yapısı 2.2.1. SCADA kontrol merkezi için gerekli donanım yapısı Bir SCADA kontrol merkezinin konfigürasyonu temel olarak, alt sistemlere ayrılmış standart donanım ve yazılım bileşenlerinden oluşur. Her bir alt sistem tek bir sisteme entegre edilmelidir. Sistem konfigürasyonu işlevsellik, performans ve genişleme kapasitesine ilişkin gereksinimlere uygun olmalıdır. Özellikle bu gereksinimler ve yüksek düzeyde esneklik özelliği uluslar arası standartlar ve açık sistem mimarisi kullanılarak garantiye alınmalıdır [5]. Kontrol merkezi konfigürasyonu aşağıdaki alt sistemlerin yedekli olarak (redundant) içerildiği bir konfigürasyon şeklindedir : •

Ana bilgisayarlar (Server’lar)

•

İnsan – makine iletişimi (MMC-Man Machine Communication)

•

Haberleşme işlemcileri ve bunlara bağlı RTU’lar

•

Diğer bilgi sistemleri (GIS–Geographic Information System, MIS–Management

Information System, Abone bilgisayarları v.b.) ile koordineli bir şekilde veri değişimini destekleyen düzenleyici ve köprü gibi arayüzler. Kontrol şebekesinin tipik donanım konfigürasyonu, yedekli (çift LAN) 100 T Hub yerel alan şebekesi (LAN) etrafında oluşturulmalıdır. Bir LAN(Local Area Ağ)’dan diğerine geçiş veya bir bilgisayardan diğerine geçiş yazılımla sağlanmalıdır [13]. LAN etrafında yer alan cihazlar arasında veri alışverişinde TCP/IP protokolü kullanılır. Çevresel birimler sürücülere bağlıdır. Terminal sürücüleri ana bilgisayarlar ve iş istasyonları ile veri alışverişini sağlamak için ETHERNET LAN’a bağlı olmalıdır [14].

20

Ana Bilgisayar Alt Sistemi Ana bilgisayar alt sisteminde (gerçek zamanlı alt sistem), ana işlevleri sağlayan 64 bit yapısında, en az 2 GHz yüksek hızlı bilgisayarlar kullanılmalıdır. Ana bilgisayar alt sistemi her zaman güncelleştirmeye açık bir sistem olmalıdır. Çünkü gelişen teknolojide ilerisi için yüksek hızda ve kalitede ürünlerin sisteme entegre edilmesi gerekecektir. Ayrıca bu tip sistemlerin dünyada marka olmuş firmalardan (Compaq, Dell, IBM) alınması da kalite ve sağlamlık açısından önemlidir [6]. Kontrol merkezinde yer alan bilgisayarların bellek kapasiteleri, giriş/çıkış kapasiteleri, disk ve manyetik depolama ortamları ve haberleşme bağlantıları ileride genişlemeye açık olacak şekilde modüler yapıda dizayn edilmiş olmalıdır. Tipik bir ana bilgisayar aşağıdakilerle teçhiz edilmiş olmalıdır. SCADA Sunucu Bilgisayarları (Ana Bilgisayar) Yapısı SCADA sunucu bilgisayarları aşağıda maddelendirilmiş özelliklere sahip olmalıdır. Bu maddeler en az olan gereksinimleri göstermektedir. Durumdan duruma değişiklik gösterebilir. •

Intel Pentium IV 2 GHz işlemci, 4 işlemci desteği

•

512 KB cache

•

1GB DDR veya SD RAM

•

Integrated Dual Channel Wide Ultra3 SCSI Adapter

•

70 GB SCSI Disk

•

52x CD-ROM

•

2 adet 10/100 Ethernet Port

•

6 PCI slot

•

2 seri, 1 paralel, 2 USB, 1 mouse, 1 klavye portu

•

56 K Dahili Modem

•

12/14 GB DAT dahili yedekleme birimi

21

•

2 adet 12/24 GB DAT kartuş

•

64 MB Ekran kartı

•

PS/2 Mouse

•

1.44 Floppy Drive

•

Q Türkçe klavye

•

Yedekli güç kaynağı özelliği

•

Rack’e monte edilebilir tipten

İş İstasyonları (Work Station’lar) Her bir iş istasyonunda operatörlerin sistemi izlemesini sağlayacak büyüklükte 3 adet monitör bağlıdır. Bu bilgisayarlar work station mimarilerini destekleyecek şekilde yapıya sahiptirler. Tipik bir iş istasyonu yapısı aşağıdaki gibidir : İş istasyonları Yapısı Operatörlerin sistemi izlemesi için kullanacağı iş istasyonları en az aşağıda maddelendirilen özelliklerde olmalıdır. •

Pentium IV 1.6 MHz işlemci

•

256 KB cache

•

512 MB Bellek

•

40 GB Hard disk

•

64 MB Ekran kartı

•

21” Renkli Monitör

•

10/100 Ethernet Kartı

•

Windows 2000

•

PS/2 Mouse

•

Q Türkçe Klavye

•

1.44 Floppy Drive

•

3 PCI ve 1 AGP Slot

22

•

2 adet seri port

•

1 adet USB port

Diz Üstü Bilgisayar (Notebook) SCADA sistemine dahil olan istasyonlardaki RTU, PLC ve IED (Intelligent Electronic Device- Akıllı Elektronik Cihaz) gibi cihazların programlanması için kontrol merkezlerinde en az bir tane diz üztü bilgisayar bulunur. İstasyonda bir arıza veya değişiklik yapılması durumunda cihazların tekrar programlanması için bu diz üstü bilgisayardan faydalanılır. Tipik bir diz üstü bilgisayar aşağıdaki özelliklerde olmalıdır : Notebook Bilgisayar Yapısı Diz üstü bilgisayarlar en az aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır. Saha şartlarından dolayı her zaman sağlam diz üstü bilgisayarlar tercih edilmelidir. •

En az 1.2 Ghz-M Mobile Pentium III işlemci

•

512 MB L’ cache bellek

•

14.1” renkli TFT 1400 x 1050 çözünürlükte ekran

•

256 MB 133 MHz SDRAM bellek olmalıdır. 1024 MB’a kadar arttırılabilmelidir.

•

56K modem

•

10/100 Ethernet Kart.

•

1.44 Floppy sürücü

•

DVD_ROM sürücü

•

30 GB Hard disk

•

32MB ATI 64 bit grafik ekran kartı

•

1 paralel, 1 seri, 1 TV-out NTSC/PAL, 1 adet harici monitör, 1 infrared, 2 USB

•

Microsoft Windows 2000 işletim sistemi

23

Matris Yazıcı (Nokta vuruşlu yazıcı) Kontrol merkezinde, sistemde olan değişiklikleri, alarmları ve gelen bilgileri sürekli olarak yazan 2 adet nokta vuruşlu yazıcı bulunur. Bunlar 24 pin, 132 kolon ve draft modda en az 480 cps hızda çalışırlar. Renkli Yazıcı Sistemden mühendisler veya operatörler tarafından alınan bilgilerin basılması, bu bilgilere göre oluşturulan grafiklerin yazdırılması gibi durumlarda kullanılacak olan bir renkli yazıcı kontrol merkezinde bulunur. Bu yazıcı aşağıdaki özellikleri içermelidir : •

Minimum 24 MB RAM; 80 MB’a kadar yükseltilebilme özelliği

•

Duplex printing özelliği olmalıdır

•

A4, Letter tipi sayfalara baskı yapabilmelidir.

•

Renkli Baskı çözünürlüğü: PHOTORET olmalıdır.

•

Siyah/Beyaz Baskı çözünürlüğü: en az 1200 x 600 dpi

•

Ağ’e bağlanabilmelidir.

•

Baglantı tipleri; parallel ve 10/100Base TX bağlantı tiplerini desteklemelidir.

•

Mürekkep püskürtmeli

•

Kağıt Besleme kapasitesi en az 500 sayfa olmalıdır.

•

Siyah/Beyaz baskı hızı en az dakikada 15 sayfa olmalıdır.

•

Renkli baskı hızı dakikada en az 7 sayfa olmalıdır.

Projeksiyon Sistemi Merkezi kumanda odasına kurulmuş projeksiyon sistemi, operatörlerin tüm istasyonları bir arada kolaylıkla izleyebilmelerini sağlamaktadır. Projeksiyon sistemi, operatör konsollarının önünde yer alır ve operatörlerin görüş alanı içinde bulunur. Projeksiyon sistemi ile ilgili temel özellikler aşağıda verilmiştir :

24

•

Projeksiyon sistemi geriden yansıtmalı, video wall tipindedir.

•

Projeksiyon cihazı 1024x768 çözünürlükte 16.7 milyon rengi destekler.

•

LAN ortamına bağlantıyı sağlar.

•

Projeksiyon cihazı lambası UHP 100 Watt ‘dır ve çalışma ömrü en az 6000

saat’dir. •

Projeksiyon sistemi sisteme göre birçok sayıda küpten oluşabilir.Her bir küp en

az 60” alınırsa izlemede ve çözünürlükte problem olmaz. Kesintisiz Güç Kaynağı ve Aküler Kontrol merkezinde oluşabilecek elektrik kesintilerine karşı merkezde tüm merkezi besleyecek kapsitede bir kesintisiz güç kaynağı bulunur. Bu kesintisiz güç kaynağı akülerle desteklenir. Kesintisiz güç kaynağı (UPS), kontrol merkezini gerilim ve frekans değişimlerinden, küçük ve kısa gerilim arızalarından ve normal beslemeden kaynaklanacak diğer parazitlerden koruyarak yüksek kaliteli besleme sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. UPS yedekli mantıkta çalışır ve aşağıda tanımları verilen üç ana modülden oluşur : 1- AC/DC çevirme modülü (redresör), akü gurubu ve DC/AC çevirme modülünden (evirgeç) oluşan ve birbiri ile yedekli mantığa uygun şekilde paralel çalışan iki adet üretim modülü. 2- Anahtarlama modülü. 3- AC dağıtım panosu. Her bir üretim modülünün anma kapasitesi (PN) bağlanacağı yükün %120’sinden az olmamalıdır. Kesintisiz güç kaynağının 5 tür çalışma konumu vardır. Normal Çalışma (Normal besleme mevcut) Bu durumda, yük paralel çalışan üretim modülleri tarafından beslenir ve aküler redresör tarafından şarj edilir.

25

Akülü çalışma (Normal besleme kesik ya da redresör arızalı) AC gerilim kesilirse ya da kabul edilir sınırlar içinde değilse, besleme tarafında hiçbir bozulma ve kesinti olmaksızın yük evirgeç üzerinden aküler tarafından beslenir. Bu çalışmanın süresi akü kapasitesi ile sınırlıdır. Normal Çalışma Konumuna Dönme Normal besleme kabul edilir sınırlar içine ulaştığında ya da redresör normal çalışmaya dönerse, yük üretim modülleri tarafından beslenir. Akü-redresör transferi besleme tarafında hiçbir bozulma ve kesinti olmaksızın gerçekleştirilir. Transfer sonrası aküler redresör tarafından şarj edilmeye başlar. Olağan Dışı Çalışma Aşağıdaki anormal koşullardan birinin olması halinde, yük otomatik olarak yedek AC beslemeye aktarılır. •

Besleme geriliminin müsaade edilen sınırlar içinde olmaması,

•

Aşırı yük,

•

Evirgeç arızası,

Bakım Sırasında Çalışma Bakım yapılırken, yük yedek beslemeye elle aktarılabilir. Teknik Özellikler Normal AC kaynak (şehir şebekesi) teknik özellikleri aşağıda çizelgede verildiği gibidir.

26

Çizelge 2.2. Akım-basınç seviyeleri Gerilim Gerilim değişimi Frekans Frekans değişimi

220V ± %15 50 Hz 47-53

Çizelge 2.3. UPS çıkışı Gerilim Gerilim değişimi Frekans kVA anma değeri (PN)

220V ± %2 50 Hz Sürekli çalışma 0.75 < cos φ < 0.85

Frekans değişimi ± 0.5 Hz Toplam harmonik oranı ± %5 Faz ve nötr gerilimi arası ± 3 derece açı kayması Aşırı yük kapasitesi Üretim modülü aşağıdaki aşırı yük oranlarına dayanıklıdır (İki aşırı yük arasındaki minimum süre : 10 dakika): •

500 ms için 1.4 tam yük.

•

5 dakika için 1.2 tam yük.

Aküler ve Şarj Ediciler Aküler Tüm aküler gaz sızdırmaz ve bakım gerektirmeyen tiptendir. Normal beslemenin kesildiği zamanlarda aküler öngörülen yüke sahip devreyi tanımlanan süre için besler, tampon çalışma sistemi uygular. Aküler ve koruyucu kesiciler arasındaki bağlantılar özellikle boyutlar (tek nüveli kablo) ve yalıtım (1000V) açısından çok dikkatli bir şekilde tanımlanır. Bakır iletken

27

bağlantılar korozyona karşı iki kat boya yapılarak korunur. Hücreler arasındaki bağlantılar düşük dirençlidir ve bu bağlantılar yapılmadan önce temizlenerek vazelinle korunmuş haldedir. Akü Şarj Ediciler Şarj ediciler, anma akımının üzerinde beslenen gerilimi hızlı olarak azaltan bir deşarj sınırlayıcı ve bir gerilim düzenleyici ile teçhiz edilmiş, silikon kontrollü redresör (SCR) tipindedir. Şarj ediciler, besleme geriliminde ±%15’lik değişim içinde ve doğru akım şebekesinin yükündeki değişimlere bağlı olmaksızın (şarj edicinin nominal değeri içinde) ±%1’lik toleransla sabit bir gerilim çıkışını garanti edecek kapasitededir. Tampon akülerin anma gerilimi, minimum ±%5’lik bir aralık içinde, kolayca ayarlanabilirdir. Çalışma Koşulları Şarj ediciler 4 farklı çalışma biçiminde kullanılabilir.Bunlar aşağıda sırayla verilmiştir. Otomatik Çalışma Redresör bağlı yükün çektiği akımı ve akülerin tampon şarj akımını aynı anda beslerken sabit bir gerilim üretir. Redresörün anma akımının üzerindeki akımları, redresör ve aküler birlikte karşılanır. Alternatif akım beslemesinin kesilmesi durumunda, yük akımı sadece aküler tarafından beslenir. AC besleme geldiği zaman iki çalışma konumundan birisi sağlanır, AC kesilmesinin süresi 5 dakikadan az ise redresör yukarıda tanımlanan çalışma konumuna (tampon şarj) geçer. AC kesilmesinin süresi 5 dakikadan fazla ise redresör akülerin ayarlanabilir bir zaman süresi (yaklaşık 15 ile 25 saat arasında) içinde gerilimını yükselterek şarj edilmesini sağlayan çalışma şekline otomatik olarak başlar, daha sonra da otomatik olarak

28

tampon şarj konumuna döner. Aküler ile olan bağlantının kesilmesi durumunda, redresör bağlı yükleri tanımlanan gerilim sınırları içinde besler. Elle Çalışma Elle çalışma, normal çalışma devrelerini servis harici ederek, kullanıcının denetimi altında yapar. Çıkış gerilimı otomatik olarak düzeltilmez, bir potansiyometre kullanılarak ayarlanır. Bu tip, çalışma akülerinin başlangıç şarjı için kullanılır. Elle çalışma anahtarı redresör içinde konumlandırılmıştır. Yükseltici Şarj İle Çalışma Çıkış gerilimı, yükseltici şarjla çalışma gerilimı değerine ayarlanmıştır (otomatik sistemin bu çalışma konumunda etkisi yoktur). Tampon şarj ile çalışma, Çıkış gerilimı, tampon şarjla çalışma gerilimi değerine ayarlanmıştır (otomatik sistem, tampon şarjla çalışma konumunda, rol almaz). Elle çalışma akünün başlangıçta şarj edilmesi için kullanılır. Yükseltici şarjla veya tampon şarjla çalışma otomatik sistemin arızalanması durumunda kullanılır. Her bir çalışma konumu ve işlevi isimlendirilerek işaretlenir ve çalışıp çalışmadıklarını gösteren ışıklı göstergeler bulunur. 2.2.2. SCADA yazılım mimarisi Kontrol merkezi SCADA yazılımı Kontrol merkezinde, endüstri standardında araçlar (tasarım ve gerçekleştirim aşamasında kullanılan yazılım ve donanımlar) kullanılarak endüstri standardında platformlar (yazılımın üzerinde çalışacağı donanımlar ve bu donanımları yöneten işletim sistemi yazılımları) üzerine inşa edilmiş, SCADA sisteminin veri toplama, izleme ve kontrol işlevlerini sağlayacak yüksek düzeyde fonksiyonel ve SCADA uygulamaları için özel olarak tasarlanmış ve geliştirilmiş bir yazılım paketi olmalıdır.

29

SCADA yazılımı, sadece bazı sistemlere özel, sadece bazı RTU’ları destekleyen bir yazılım olmamalıdır, çeşitli firmalar tarafından üretilen farklı model ve markadaki RTU’larla birarada çalışabilen genel amaçlı bir yazılım paketi olmalıdır. SCADA yazılımı, tüm gereksinimlerine tamamen uygun ve bu gereksinimlerin tümünü karşılayacak kapasitede olmalı ve ileride yapılması planlanan kapasite artışını sağlayacak şekilde modüler olarak büyüyebilir bir yazılım olmalıdır. SCADA Yazılımının Görevleri •

RTU'ları denetlemek ve izlemek.

•

RTU'lardan gelen bilgileri, alarm ve olay uyarılarını anında operatörlere

bildirmek. •

Operatörlerin verdiği komutları anında uygulamak ve sonuçlarını operatörlere

bildirmek. •

Bilgisayar ekranları ile eş zamanlı olarak projeksiyon sistemi ekranlarındaki

görüntüyü oluşturmak. •

Alarm ve olay uyarıları ile istatistiksel raporları yazıcılardan yazdırmak.

•

Sesli alarm uyarı sistemini kontrol etmek.

•

Yetkisiz kişilerin SCADA sistemine girmesini engellemek.

•

SCADA yazılımı, yukarıda bahsedilen görevlerin birbirlerini bekletmeden

sağlanabilmesi için çok görevli bir çalışma ortamında çalışmaktadır. Yukarıda belirtilen görevlerin yanında yazılımın görevleri için aşağıdaki önerilerde de bulunulabilir: •

Öncelikle SCADA verileri ORACLE veya emsali veritabanlarında saklanmalıdır.

Hem anlık veriler hemde arşive dönük bilgiler güçlü bir veritabanında saklanmalıdır. Burada önemli bir noktada bu veritabanının ücretsiz işletim siztemlerinde çalışabilmesidir. Bunun için yapılan çalışmalarda ORACLE 10G XE Veritabanının biçilmiş kaftan olduğunu görülmüştür, ancak yine de bu ürün için yeni çalışmaların da yapılması gerekmektedir. Bununla birlitke yine ücretsiz ve son derece yetenekli

30

olan birdiğer veri tabanıda PostGre SQL’dir. Ücretsiz işletim sistemi için de yine en önde gelen sistem LINUX’ tur. •

SCADA yazılımı ile entegre olarak raporlama tool’ları çalışmalıdır. Örneğin

Business Object firmasının Crystal Report ürünü çok uygundur ancak yine burada lisans ücretleri söz konusudur, en önemli hedeflerden birisi de maliyeti düşürmek olduğu için burada da yine Jasper’in IREPORT ürünü tavsiye edilmektedir. Ancak IREPORT, Crystal Report kadar yetenekli değildir. Bu konu tartışmaya açıktır. •

Scada yazılımı platform bağımsız olmalıdır. Bu demektir ki yine yazılımlar

Java’da geliştirilmelidir. Bu konuda özellikle enstrüman üreticilerinin driver (sürücü) konusunda biraz daha duyarlı olması gerekmektedir. Zira Java’ya uygun driver’lar (sürücüler) her firma tarafından üretilmemektedir. •

Yazılım lisans gereksinimi olmadan sınırsız kullanıcıya olanak sağlayabilmelidir.

Örneğin basit bir SCADA yazılım paketi için 500 Bin USD ücret ve yine her bir client için 30 Bin USD civarı rakamlar ülkemiz tarafından ödenmektedir. Oysa ki web tabanlı uygulamalar için herhangi bir ücret ödenmeden sınırsız sayıda kullanıcı sisteme dahil edilebilir ki özellikle Karar Destek Sistemleri üzeründe durulmalıdır ki yöneticiler sağlıklı kararları kolaylıkla verebilsinler. Veri Toplama Özellikleri SCADA yazılımı, kullanıcıların belirleyebileceği ve istediğinde değiştirebileceği bir sıklıkta RTU’ları tarayarak (polling) okunan son değerleri otomatik olarak alır, bunun yanısıra, sistem operatörü istediği bir istasyon ile ilgili son bilgileri merkez yazılımının bu istasyonu taramasını beklemeden sorarak da alabilir. Kontrol merkezi ile RTU’lar arasındaki veri alışverişi aşağıdaki şekillerde sağlanır: •

SCADA sistemi sunucu bilgisayarları çalıştırıldıkları zaman (sistemin ilk açılışı),

SCADA yazılımı RTU’ların tümünü tarayarak ölçtükleri tüm değerleri alır. •

SCADA yazılımının RTU’ları belirli periyotlarda düzenli olarak tarayarak bilgi

alması sağlanmıştır. Bu işlem SCADA yazılımı tarafından otomatik olarak sağlanır

31

ve bu bilgi alışverişinde RTU’ların merkeze en son gönderdikleri değerlerden sadece değişime uğrayanlar alınır. Değişime uğramayan değerler iletişim ortamının boş yere meşgul edilmemesi amacıyla aktarılmazlar. RTU’ların SCADA yazılımı tarafından hangi sıklıkta taranacağı tanımlanmıştır. Operatörün istediği herhangi bir RTU’dan, bu RTU’nun SCADA yazılımı tarafından taranmasını beklemeden bilgi alınmaktadır. Alarm (ölçülen değerin önceden tanımlı sınır değerlerin dışına çıkması) veya olay (örneğin bir vananın açma veya kapama yapması) olarak tanımlanan durumların oluşması durumunda, RTU SCADA yazılımının kendisini taramasını beklemeden, alarm veya olay bilgisini otomatik olarak kontrol merkezine bildirmektedir. İşletim Sistemi SCADA yazılımı, çok görevli çalışma ortamını sağlayan bir işletim sistemi üzerinde, çok görevli yapıya uygun olarak çalışmaktadır. SCADA yazılımının RTU’lardan ölçüm

sonuçlarının

alınması,

alınan

sonuçların

bilgisayar

ekranlarında

görüntülenmesi ve bilgisayar diskinde saklanması, ölçüm sonuçlarına göre oluşabilecek alarm durumlarının algılanması ve kullanıcılara sunulması, toplanan verilerden raporlar üretilmesi ve yazıcılardan yazdırılması, verilecek komutların RTU’lara iletilmesi gibi yapması gereken birden fazla işin birbirini bekletmeden eş zamanlı olarak yürütülmesi sağlanmıştır. İncelemelerimizde işletim sistemi olarak en uygun işletim sisteminin ilerisi için LINUX olacağı gözlemlenmiştir. Konfigürasyon SCADA yazılımı, SCADA sisteminden teknik anlamda sorumlu olacak bir sistem mühendisi tarafından kolaylıkla konfigüre edilebilir yapıdadır. Sistem ile ilgili konfigürasyon tanımları, doğrudan klavye ya da başka bir etkileşimli araç ya da metin düzenleyici (text editor) ile hazırlanmış bir yazı dosyasından konfigürasyon almaya izin veren mekanizmalar kullanılarak yapılmıştır. SCADA sisteminin konfigürasyon tanımlarına yeni eklemelerin yapılması, varolan konfigürasyon tanımlarının değiştirilmesi ya da silinmesi gibi durumlar hiçbir şekilde yazılımın kaynak kodlarında (source code) değişikliğe, kaynak kodların yeniden derlenmesine

32

(re-compilation) veya bağlanmasına (linking) gereksinim duyulmadan sağlanmıştır. Bu tür ekleme ya da değişiklikler etkileşimli bir program kullanılarak tanımlamalar ile yapılmıştır. On-line Çalışma SCADA sistemine yeni bir RTU’nun eklenmesi ya da mevcut bir RTU’nun silinmesi, varolan bir RTU’nun tanımları ile ilgili konfigürasyon bilgilerinin değiştirilmesi, ölçüm ve kumanda noktalarına ait tanımlar üzerinde yapılacak değişiklikler,

operatörlerin

SCADA

sistemini

izleyebilmeleri

ve

kumanda

edebilmelerini sağlayan ekran görüntülerinin hazırlanması ve benzeri tüm konfigürasyon ilaveleri ve değişiklikleri SCADA sistemi çalışırken on-line olarak yapılabilmektedir. Yazılım hot-deployment özelliğine sahip olmalıdır ki sistemler durdurulmadan gerekli değişiklikler sistem üzerinde yapılabilsin. Yukarıda bahsi geçen ve benzeri durumlarda yapılacak işler SCADA sisteminin çalışması aksatılmadan ve normal çalışma düzeni kesintiye uğratılmadan sağlanmıştır. Yeni Yazılım Versiyonları SCADA yazılımı,

otomatik bir mekanizmayla yazılımın yeni versiyonlarına

geçebilmektedir. Yazılımın yeni versiyonu bir önceki versiyonda yapılmış tanımlamaların herhangi birinde değişikliğe neden olmadan ve bir önceki versiyonda tanımlanmış çalışma mantığını bozmadan eski yazılımın üzerine yüklenebilmektedir. SCADA yazılımının versiyonunda bir değişiklik yapıldığında veya aynı yazılımın yeni bir versiyonunu çıkarıldığında yapılan değişiklikleri ya da yeni yazılım versiyonlarını destekleyecek yapı sistem yöneticileri tarafından sağlanmalıdır. Dağıtılmış İşletim SCADA yazılımı, birbirlerine yerel iletişim ağı ile bağlı birden fazla bilgisayarın bulunduğu, istemci-sunucu (client-server) mimarisine dayalı, SCADA sisteminin izleme ve kumanda işlevlerinin birden fazla bilgisayara dağıtıldığı türden SCADA

33

kontrol merkezlerinin kurulmasına olanak tanıyan yapıda olmalıdır. Bu cümle tüm dünyada kabul edilen bir gerçektir ancak client-server mimarisinden ziyade web tabanlı yani çok katmanlı bir mimari daha güvenilir, hızlı ve düşük maliyetlidir. İstemci-sunucu mimarisine dayalı bu yapıda, SCADA sunucu bilgisayarları sahada bulunan RTU’lardan aldıkları bilgileri yerel iletişim ağı (Local Area Ağ – LAN) ile kendisine bağlı istemci bilgisayarlara iletecek ve istemci bilgisayarlardan aldıkları komutları uygulanmak üzere sahadaki RTU’lara gönderecebilecek yapıdadırlar. Yedekli Çalışma SCADA yazılımı yedekli çalışmayı desteklemelidir. Yedekli çalışma mantığında birbirinin aynı özelliklerde en az 2 adet sunucu bilgisayar bulunur, bu bilgisayarlardan birisi asıl bilgisayar olarak aktif durumda çalışır, diğeri ise sıcak yedek (hot stand-by) olarak bekler. Asıl bilgisayarın devre dışı kaldığı durumda beklemede olan bilgisayar otomatik olarak devreye girerek asıl bilgisayarın tüm işlevlerini veri kaybına neden olmadan üzerine alır. Klasik SCADA sistemlerine bu konuda

eklenmesi

gereken

özelliklerden

biriside

Load-Balancing

(Yük

Paylaşımı,dengelenmesi) ‘tir. Böylece server’lar üzerinde her zaman yük paylaşımı olacaktır ve sistem üzerinde tıkanmalar yaşanmayacaktır. 2.3. SCADA Yazılımı 2.3.1. SCADA yazılımının genel özellikleri Bir SCADA sisteminin en önemli ihtiyacı yazılımdır. Bu yazılım sahadaki RTU, PLC ve IED (Akıllı Elektronik Cihaz) gibi cihazlardan radio (telsiz) aracılığı ile gelen bilgilerin işlenmesini, arşivlenmesini ve izlenmesini sağlamalıdır. SCADA sisteminin saha kısmı ne kadar iyi olursa olsun yazılım kısmı iyi değilse sistem verimli olamaz ve mühendislik çalışmasının en önemli kısmı olan optimizasyon (Minimum Maliyet – Maksimum Verim) sağlanamaz.

34

Bilgilerin işlenmesinden kasıt, gelen verilerin yazılımın veritabanında depolanması ve ilgili bölümlerin buradan ilgili veriyi alarak gerekli işlemleri yapmasıdır. Bu işlemler arasında grafiklendirme, raporlama, analiz, kontrol gibi SCADA sisteminin can damarı olan olaylar vardır. Aşağıdaki bölümlerde örnek bir SCADA yazılımı için bunları tek tek inceleyeceğiz. Örnek olarak aldığımız SCADA yazılımı Telvent Otomation firmasının S/3 SCADA yazılımıdır ve halen dünyanın bir çok yerindeki büyük SCADA uygulamalarında en çok kullanılan yazılımdır. Bu kısımda bu çalışmada önerilen yazılım ile S/3 SCADA yazılımı arasında kıyaslamalar da yapılacaktır. 2.3.2. Dinamik veri sorgusu bağlantısı (DDS Link) Dinamik Veri Sorgusu Bağlantısı (DDS Link), bir Pencereler (Windows) uygulaması ile S/3 SCADA haberleşme linklerini kurmanıza imkan tanıyarak, Dinamik Veri Değişimi (DDE – Dynamic Data Exchange) protokolü içindeki veri gereksinimlerini destekler. Microsoft Word veya Excel ile S/3 SCADA sistemi arasında gerçek-zaman uygulama linki kurulabilir. Bu linki kurmak için öncelikler ODBC ayarlarının yapılması gerekir. Yani kaynak veritabanına (Source Database) balanmak için gerekli işlemlerin Denetim Masasındaki ODBC kısmından yapılması gereklidir [4]. Word veya Excel' in link opsiyonlarının konfigürasyonunu nasıl yapacağınızdan bağımsız olarak, S/3 verisinin olabileceği durum: doküman yazdırma veya açılması anında güncel değerler için güncelleştirilmiştir, ve doküman açılana kadar sürekli güncellenmiştir. Güncellemenizi elle yaptığınızda güncel değerler bir değer güncelleme istenene kadar statik olacaktır. Güncelleme istenince dinamik olarak veriler güncellenecektir. S/3 SCADA ve benzeri diğer SCADA yazılımları yukarıda da bahsedildiği üzere ODBC bağımlıdır yani Windows işletim sistemi için geliştirilmiştir. Ancak bu çalışmada önerilen yazılım işletim sisteminden bağımsızdır ve ODBC ayarları gibi ayarlar söz konusu değildir. Bu mevcut SCADA yazılımlarına göre avantajlı bir durumdur [4].

35

2.3.3. Veri tabanı işlemleri ve veri tabanının incelenmesi S/3 SCADA yazılımının veri tabanıyla ilgili işlemlerinin yapıldığı bölümünün adı mimari’dir (Architect). Haberleşme kısmındada bahsettiğimiz gibi sahadan gelen bilgiler ilk olarak mimari bölümüne gelir ve tanımlanan adreslerine göre gelen bilginin nereden geldiği ve ne bilgisi olduğu gibi ayrımlar yapılarak veritabanına kaydedilir. Mimari’de gelen bilgiye göre daha önceden input blok’lar tanımlanmıştır. Yani gelen dijital bilgi için dijital input blok ve analog inputlar için analog input blok tanımlamaları yapılmıştır. Digital bilgilerin boolean tipine ve analog bilgilerin de 16 bit, float v.b tiplere göre incelenmeleri sağlanmıştır. Sahadaki her istasyonun kendine has bir kimlik numarası vardır. (ID-Identify) Bu ID’lere göre bilginin hangi istasyondan geldiği anlaşılır. Bu tip tanımlamalar sistem kurulumunda yapılmaktadır [4]. Yine bu çalışmada tasarlanan yazılımda bu kısıma nazaran ilişkisel veri tabanının tüm özellikleri kullanılmıştır. Özellikle index yapıları, foreign key’lerin tanımlanmış olması hız bakımından avantajlar olduğunu göstermektedir. Örneğin klasik SCADA yazılımlarında denenen bir sorgu yaklaşık 5 saniyede neticelenmekte ancak böyle bir tasarımdaki yazılımda ise 1 sn den az sürede neticelenmektedir. Bu 5 kat daha hız demektir ki bazı olaylar çok kısa sürelerde hayati neticeler doğurabilmektedir. Mimari, veriler için bir geçiş noktasıdır. Buraya gelen veriler S/3’ün kendi database’inde depolanır ve daha sonra kullanılmak için hazır halde tutulur. Bu bilgiler ORACLE veri tabanında da tutulabilir. DNP 3.0 protokolüne göre veriler değiştikçe işlem yapılır ve sistemin boş yere yorulması önlenir. Böylece boş yere fazla veri tutulmasıda önlenmiş olur. Aşağıdaki şekildeki gibi bir yapı aracılığı ile bilgiler mimariye gelir. MCD Veritabanı (Master Configuration Database) MCD, bir veritabanıdır. Bir matris yapısındadır, aşağıda bu yapı şekille ifade edilmiştir. Matrisin her bir hücresinde farklı bilgiler mevcuttur. Her bir satır bir istasyondan gelen bilgileri içermektedir [3].

36

Çizelge 2.4. Tag tanımlamaları RTU

TAG

TİPİ

DEĞERİ

………..

P1O

chl

AI

0.5

………..

P1O

Ac

DI

0

………..

P1O

p1stop

DO

1

………..

P1O

………

……

…….

………..

Yazılımı oluşturulan bu yapıya uygunlaştırmak için Oracle tarafından desteklenen MCD Veritabanı kullanılır. S3 SCADA, Object Oriented

(Nesneye Dayalımlı)

tabanlı bir programdır. Bundan dolayı multitasking (birden fazla işi aynı anda) yapabiliyor. Object Oriented’tan kastımız şu; ilgili birim ihtiyacı olan bilgiyi gidiyor ve RTDB’den alıyor ve her birim ihtiyacı olan bilgiyi giderek alarak sistemin çok görevli olarak çalışmasını sağlıyor [3]. 2.3.4. Veri tabanı sorgulaması (DB query) DBQuery S/3 SCADA sisteminin gerçek zaman (RunTime) ve arşivsel (Historical) verilerini

ODBC,

kullanarak

kullanıcı

tarafından,

sorgulanması,

silinmesi,

kaydedilmesi ve en sık kullanılanların ayarlanması gibi işlemlerde kullanılır.

37

Şekil 2.6. Haberleşme yapısı DBQuery'nin verileri kontrol edilebildiği bir ekranı vardır. Veritabanı sorgulaması (DBQuery) diğer veri kaynaklarını da destekler, S/3 SCADA Yerel gerçek zaman sürücüsü (S/3 SCADA Local Runtime Driver) ve S/3 SCADA uzaktan bağlantı sürücüsü (S/3 SCADA Remote Client Driver) gibi. Veriler alındıktan sonra yazdırılmasına olanak tanır. Bu verilere göre sistem analiz edilir ve şu anki vaya

38

geçmişteki durumlara ait yorumlar yapılabilir. Böylece aksak giden noktalarda önlemler alınır ve sistemin daha sağlıklı çalışması sağlanır [3].

Şekil 2.7. Veritabanı yapısı Yine bu çalışmada tasarlanan yazılımda bu kısıma nazaran ilişkisel veri tabanının tüm özellikleri kullanılmıştır. Özellikle index yapıları, foreign key’lerin tanımlanmış olması hız bakımından avantajlar olduğunu göstermektedir. Örneğin klasik SCADA yazılımlarında denenen bir sorgu yaklaşık 5 saniyede neticelenmekte ancak böyle bir tasarımdaki yazılımda ise 1 sn den az sürede neticelenmektedir. Bu 5 kat daha hız demektir ki bazı olaylar çok kısa sürelerde hayati neticeler doğurabilmektedir [3]. Mimari, veriler için bir geçiş noktasıdır. Buraya gelen veriler S/3’ün kendi database’inde depolanır ve daha sonra kullanılmak için hazır halde tutulur. Bu bilgiler ORACLE veri tabanında da tutulabilir. DNP 3.0 protokolüne göre veriler değiştikçe işlem yapılır ve sistemin boş yere yorulması önlenir. Böylece boş yere

39

fazla veri tutulmasıda önlenmiş olur [9]. Bu çalışmadaki yazılımda önerilen ODBC değilde direkt olarak Oracle JDBC driver’ı sorgulama için kullanılmalıdır ve thin ile sorgular gerçeklenmektedir. 2.3.5. Grafik tasarım editörü (totalVision editor-toplam gösterim düzenleme) SCADA yazılımın en önemli kısmı sistemin izlenebilirliğidir. Grafik tasarım editörü bunu sağlama için kullanılan arayüzdür. Toplam gösterim düzenleme grafiksel modelleme sistemi (Total Vision Graphical Modeling System) (GMS), birkaç programın birleşiminden oluşmuştur ve gerçek zaman verisinin grafiksel modellerini oluşturmanız ve ekranı geliştirmenizi sağlar. Toplam gösterim (TotalVision) sistem grafikleri, GMS grafik kütüphanesi üstünde temellendirilmiştir ve tüm ekran biçimleri için yaptırılmıştır [3]. Grafik modellerine bakmak ve oluşturmak için kullanılan uygulama toplam gösterim düzenleme (Total Vision Editor) ’dir. Her nesnenin niteliği kontrol edilebilir (büyüklük, pozisyon, boşluk rengi, rotasyon, görünürlük vb.) ve buradaki veri tabanı işlemleriyle bu grafik modeller dinamik ekranlara sürülür. Burada grafiklerin gösterim yapabilmesi için kodlama yapılır ve bu kodlama ile derlenen program, ilgili grafiklerin ilgili verileri yansıtmasını sağlar. Yani bu arayüz Object- Oriented (nesneye dayanımlı)’dır. Şimdi S/3 yazılımının en önemli kısmı olan ve benimde tezimin uygulama ksımını hazırladığım grafik editörü kısmı hakkında ayrıntılı bilgi verelim. Bu noktada bu çalışmada önerilen yazılım editör bakımından şu an için daha kısıtlıdır ancak yaklaşık 6 ay daha sürecek çalışmalar neticesinde şu anki SCADA yazılımlarının boyutlarına ulaşılacaktır. Bu noktada applet’ler ve java’nın swing kütüphaneleri kullanılmalıdır. Jsp veya Html üstü düzey grafikler için yeterli değildir. Total Vision Editör (VEDitör) Total vision Editör, bir uygulama içinde simüle edilmiş tüm veri ile bunların niteliklerinin ön izlemesine ve herbir nesne için dinamik niteliklerinin özelleşmesine

40

göre alınan herhangi bir verinin izlenmesine özel olanak sağlayan grafiksel modellere/çizimleme aracıdır. Model oluşturmadan sonra; VEDitör, örnekler içindeki modeli tekrar kullanmanız için olanak sağlar. Orijinal model için, model örnekleri veya Alt modelleri, esasen Dinamik özelliklerin "clone" unu kurduğumuzdan bunlardan tekrar faydalanmamızı sağlar [3]. Total Vision VEDitör' ün Başlatılması/çıkılması Eğer zaten açık değilse, start' ın seçilmesiyle GSE systems SCADA program grubuna ulaşılmasıyla ve GSE systems SCADA program grubundaki Total Vision Editör ikonunun seçilmesiyle Total Vision Editör program modülü başlar. Veya eğer oluşturduysanız uygulama kısayol butonunun üstüne 2 kere tıklayarak başalatabiliriz. VEDitör Uygulama Penceresi VEDitörü başlattığınızda PC/Workstation' unuzun ekranında ayarlanmamış (default) ekran penceresi görülür. Bu pencerenin adı Total Vision Editör uygulama penceresidir veya kısaca VEDitör' dür. VEDitör Araç çubuğu Nasıl kullanılır VEDitör uygulama penceresi bir araç çubuğu içerir, bu da; fonksiyon ve komutların düzenlenmesi ve sık kullanılan grafiksel nesne oluşumuna çabuk erişmek için butonlar içerir.Araç çubuğu üstünde bulunan komut butonlarının açıklanması aşağıdaki kısımlarda yapılmıştır. Araç çubuğu butonlarını seçtiğimizde aşağıdaki noktalar aklınızda olsun, arzu edilen komutun üstüne mouse ile klikleyerek komutu aktif edersiniz. Butonun üstüne bastığınızda, buton parlak nokta olacaktır ve DONE üstüne, diğer araç çubuğu butonunun üstüne veya sağ mouse butonuna tıklamanıza kadar parlak olarak kalacaktır.

41

Nesne Oluşturma Butonları Bu butonlar, VEDitör uygulamasını kullanmak için oluşturabileceğiniz grafiksel nesnelerin farklı tiplerinin tümünü gösterir. Nesne oluşturacağınız bu butonlar güncel grafiksel model için eklenmiştir. Bu nesnelerin çoğu öncelikle editör ekranındaki bir noktalar serisinin seçilmesini gerektiri. Bu noktalar nesneyi tanımlar, bir daire için yarıçap üstündeki nokta ve merkez noktası gibi [3]. Polyline: Bir model için köşegen veya düz çizgiler ekler; düz çizgilere benzemeyen. Polylines, düz çizgilerle iki noktadan fazla bağlantıya sahiptir. Polygon: Bir model için çok kenarlı nesneler ekler. Lines: Bir model için köşegen veya düz çizgiler ekler(Başlama ve bitim noktasıyla) Spline: Bir model için seçilen noktalardan geçen düzgün eğrilmiş çizgi ekler. Seçildiklerinde, Polyline ile noktalar bağlanmıştır; birkez DONE butonuna tıklayın, Polyline bir spline gibi yandan çizilir. Closed Spline: Model için, eğilmiş çizgilerle şekillendirilmiş kapalı Spline' lar ekler. Rectangle: Herbir dikdörtgen için ' çapraz köşegen seçilmesiyle bir dikdörtgen oluşturur. Backup butonunun üstüne tıklanmasıyla seçilmemiş yapılabilir. Pie: Daire dilimi oluşturulur. Bir dilim oluşturulduğunda, ilk dilimin merkez noktasını seçerseniz, sonra çember üstünde 2 nokta seçersiniz. Circle: Model için daire ekler. Kenarındaki bir nokta ve merkezin seçilmesiyle dairenin büyüklüğü ve yeri gösterilmiştir. Backup' a tıklanırsa, en son seçtiğiniz nokta seçilmemiş olur.

42

Filled Text Rectangle: Bir model için, onun içine metin yazmak için içi dolu dikdörtgenler ekler.(Yani metin kutusu gibi) Text: Model için metin ekler. Sector: Bir model için dairenin kenarından alınmış, eğrilmiş hatlar ekler. Three Point Sector: Dairesel çizgiler ekler. Marker: Bir model için, bir noktanın pozisyonunu işaret etmek için kullanılan, küçük karakterler elde eder. Identify: Bir pencere görüntüler ve burada obje ile birleştirilmiş değişik simgeler için değerler gibi, objenin pozisyon ve büyüklüğü , ismi, sınıfı görülür. (yani nesnenin kimliği görülür) Copy: Bir nesnenin kopyalarını oluşturur. Escape: Güncel durumu durdurur. Enter: Bir nokta veya Büyültme-küçültme faktörünü klavyeden girmeye yarar. Nesne Değiştime Butonları Bu butonlar, seçilen liste üstündeki nesneleri yapılandırır. Seçili listedeki bu objeler, üstlerine tıklanarak eklenir. Seçilen listeden nesnelerin temizlenmesi için, DONE butonuna tıklanır veya mouse'nin sağ butonuna tıklanır. Bu fonksiyonların çoğu hemen yapılabilir olamaz. Örneğin, UNFILL seçiliyse FILL yapılamaz, DELPT ADDPT' yi yokeder. Flags: Mutlak nesne üstündeki değşşik flagları ayarlamanız için olanak sağlar. Kullanmak için önce nesne seçilir ve sonra buton üstüne kliklenir. Set Flags diyalog

43

kutusu görününce istenen flaglar seçilir. Name: Bir diyalog kutusu görülür, burada bir nesne için isim belirleyebilirsiniz; Bu butonu seçmeden önce isim için nesnenin seçilmesiyle isimlendirme sağlanır veya önce bu butona tıklanır ve sonra seçtiğiniz nesne isimlendirilir. Fill: Seçili objeyi doldurur. Attrıbute Control Panelinin Color Palette kısmında seçilmiş olan güncel stil ve boşluk rengi ile listeden seçilen nesneyi doldurur. Eğer bu butona nesne oluşturma butonu ile basarsanız içi dolu(kapalı) bir cisim oluşturur. (Kare, Dikdörtgen v.s.) Unfill: Seçilmiş nesneleri boşaltır. Rotate: Seçili nesneyi döndürür. Bir referans noktası etrafında nesneyi döndürür. Seçildiğinde, referans noktasındaki sol bitiş noktası ile bir referans hattı görünür; dönüş açısını belirtmeniz şarttır. Move: Seçili nesneleri taşır. Seçildiğinde dört köşeli olarak geniş birdikdörtgen görülür. Taşımak için istenilen bir referans noktasına tıklanır. Sonra istenilen yeni pozisyona sürüklenir ve mouse butonu serbest bırakılır. Mirror: Seçilmiş nesneler döndürülür ve taşınır, öyleki bu orijinal nesnenin resimlerinin tıklanan noktaya göre simetriğini gösterir. Scale: Çok büyük küçük olması için nesneler boyutlandırılır. X ve Y koordinat ekseninde eşit olarak nesneleri boyutlandırır. Seçildiğinde, nesnenin etrafında yayılan sınırlar görülür; bu nesnenin büyütüleceği sınırları gösterir. Nesnenin scale' sını yapılandırmak için; çok küçük nesneler yapmak için yayılan sınırların içine katı sınırlar taşınır ve kliklenir veya çok büyük nesneler yapmak için yayılan sınırların dışına katı sınırlar taşınır ve kliklenir. SnapPt: En yakın ızgara kesişimi için seçilmiş nesnenin noktaları koparılır.

44

MovePt: Seçilen objenin tanımlanmış bir veya daha fazla noktasını değiştirir. AddPt: Polylines ve Splines için noktalar ekler. Diğer nesnelerin hepsi, noktaların sayısının ön hesaplamasına sahiptir. Bir nokta eklemek için, nesneye tıklanır ve sonra da bu butona tıklanır. Nesne belirlemek için kullnılan noktalarda işaretleyiciler görünür. Bitim noktası veya ardarda gelen iki noktanın her ikiside seçilmiştir. DelPt: Polylines veya Splines' lardan noktalar siler. Nesnenin üstüne tıklanmasıyla noktalar belirlenir, bir özel nokta seçilir/parlaklaştırılır, sonra DELPT butonuna tıklanır, seçilen nokta silinir. DONE butonuna tıklamanıza kadar bu işlemler devam eder. Durum Kontrol Butonları Bu butonlar VEDitördeki tarzları denetler veya değiştirir. Grid: Bu buton modellerin dizaynını destekler. Grid kesişimlerdeki noktaların ayarını veya yatay ve dikey çizgilerin ayarlarını görüntüleyebilir. Seçildiğinde, bir submenü gözükür, burada ızgara yapılandırma seçeneklerinin listesinden seçim yapabilirsiniz. Snap: Snap tarzları noktasındaki bir liste içindeki devirler bu buton ile seçilir. OFF, GRID veya GRAV nesneler yapıldığında aynı veya benzer noktaları seçmek için snapping özellik kullanılır.GRID, kesişim bitişiğine taşımak için her seçilmiş noktayı zorlar.GRAV, buradaki nesneleri bağlamak için nokta seçimine yardım eder. Const: (Constraint) Seçilmiş olan bir nokta için VEDitör bekliyorsa, bu aktif durumdadır. Yatay ve dikey için değiştirme yapılabilir ve seçilmemiş bir sonraki noktayı etkiler. Mode: Nesneler değiştirildiğinde (taşıma, döndürme, büyüklük ayarlama veya simetri ayarlama) referans noktası kullanan kontrol için bu buton kullanılır. Mode (tarz) CENTER veya POINT her ikiside olabilir.

45

Özel Butonlar Araç çubuğundaki özel butonların tanımlamaları aşağıdadır; Model Name: En üst sol köşede bulunur, bu kutu seçilen güncel modelin ismini gösterir. Bir modeli düzenlediğinizde, arka alan sarıya döner. Editör State: MODEL NAME kutusunun hemen altındadır, VEDitör' ün güncel durumunu gösterir. Ana pencere veya diyalog kutularının önündeki diğer pencereler veya VEDitör' deki diğer pencereler hareketliyse yararlıdır. Cursor Position: Kursörün kullanıcı özellikli skala ile Kartezyen Koordinat sistemi içinde tanımlanmış güncel pozisyonu gösterir. Select List Count: Seçilmiş güncel nesnelerin sayısını gösterir. Redraw: Tekrar grafik çizer. Backup: SnapPt dışındaki değişik bir seçeneği yapılmamış/ters dönmüş veya nesnede seçilen son referans noktasını seçilmemiş yapar. Metin yerleştirmek için bir referans nokta seçerseniz nokta backup' ı için düzen içinde metin girmek zorundasınız. Undo: Seçili nesneyi silmek, işletmek veya hareketini tamamlamak için kullanılır. Delete: Modelden seçili liste üstündeki güncel nesneleri kaldırır. Tmplat: Template SGD penceresini gösterir. Burada bilgi girerseniz. (Bir SGD için, yani smart graphical object için nitelik, oran v.s. girerseniz) Bind: Nesne için otomatik verinin kaynağı olan veritabanı işlemleri içindeki bir veya daha fazla tag ile SGD ile birleştirilmiş nesne kaplanır.

46

Define: Template ve Blind fonksiyonlarının kombine halidir. Modelin kaydı ve derlenmesi için ve veritabanı işlemlerindeki tag'lar ve nitelikler ile değişebilen senaryoları birleştirmeniz için olanak sağlar. Nitelik/ Altmodel Kontrol Panelleri Çalışmanız nedeniyle nesnenin tipinin ne olacağına bağlıdır. Attribute ve Submodel kontrol panellerinin her ikiside VEDitör uygulama penceresinin en altında görülür. Bir Nesne İçin Dinamik Özelliklerin Belirlenmesi Total Vision, dinamik özelliklerin veya nesnenin DynProps detayı için bir script dili kullanır. Örneğin; renk,pozisyon,büyüklük,döndürme ve bunlar gibi şeyler için. Bir nesne için dinamik özellikler aşağıdaki gibi belirlenir. Dyn menüsünden EDIT DYN seçilir. Aşağıdaki Dynamic Properties penceresi görülür: Insert butonuna tıklanır."I" metin çubuğu görülünce,nesne için arzu edilen hareketin dinamik

script'i

girilir.Bir

dşnamik

script

örneği

için

aşağıdakileri

girebilirsiniz.Tutulmuş SL-GMS anahtar kelimeleri için yalnızca küçük harfle giriş yapmak zorundasınız.Girilen her bir satırdan sonra ENTER ile bir alta girilir. cur_value =0 fcolor ZeroColor 0 fcolor PosColor ACCEPT butonuna tıklanır. DONE butonuna tıklanır. Bu dynamic property penceresini kapatır ve VEDitor uygulama penceresine geri dönersiniz. Önce yapılan

47

işlemleri seçilmemiş yapmak için sağ mouse butonuna tıklanır. Eğer nesne "parlak halde" değilse, onu seçmek için düzende mouse ile ona tıklanır. Araç çubuğundan MOVE butonuna tıklanır. Araç çubuğundan ENTER... butonuna tıklanır. Pop-up penceresi koordinatları görülünce, 0,0 koordinatları için nesne taşınır. Aynen aşağıdaki gibi bir dizi girilir(sıfır boşluk sıfır) ve ACCEPT butonuna tıklanır. Küçük Grafiksel Nesne Oluşturmak Küçük grafiksel nesne (SGO), grafiksel modeldeki hızlı ve kolay dinamik nesne oluşumu için bir anahtardır. SGO kullanılmasıyla, yalnızca istenilen dinamik hareketlere ihtiyacınız olur, animasyon ve bilgi karakteristikleri gibi. Ondan sonra, bazı özelleştirmelerle SGO kullanıma hazır hale gelir. Küçük Grafiksel Nesne Oluşturmak İçin(SGO) Eğer hala yapmamışsanız, istenilen temel nesneyi geri çağırınız ve onun üstüne tıklayınız; bir kere seçildiyse; nesnenin etrafında kesik kesik çizgiler görülür. Araç çubuğundan; TMPLAT butonuna tıklanır. Templatte SGO diyalog kutusu görünür; GMS Variable List'de "cur_value" üstüne tıklanır. TOKEN metin kutusunda, kutu içinde herhangi bir yere mouse ile tıklanır ve TAGNAME (Tag ismi) yazılır,sonra ENTER'a basılır. ATTRIBUTE metin kutusunda,VALUE yazılır,sonra ENTER'a basılır. UPDATE COUNT metin kutusunda, ne sıklıkta server'ın bu nesneyi yenileyeceği gösterilir,mouse ile kutu içinde herhangi bir yere tıklanır ve 1 yazılır.Sonra SECONDS'a tıklanır ve ENTER'a basılır. Template SGO penceresi şimdi aşağıdaki gibidir: ACCEPT

butonuna

basılır.

DONE

butonuna

basılır.

VEDitor

uygulama

penceresinde, nesneyi seçilmemiş yapmakiçin sağ mouse butonuna tıklanır. Model menüsünden

SAVE

AS...seçilir.Enter

model

name

pop-up

görülünce

FUNDAMENTAL1_SGO ismi girilir ve ACCEPT butonuna veya ENTER'a basılır.Bu model SGO olarak kaydedilmiştir.

48

Model menüsünden CLEAR PARTS seçilir. Eğer pop-up doğrulama penceresi görülürse, Yes tıklanır. Bu,uygulama penceresinden sizin temel nesnenizi temizler. Model menüsünden CLEAR SUBMODS seçilir.Pop-up doğrulaması görününce YES butonuna tıklanır. SubMod menüsünden GET EXTERNAL seçilir. Bu,bir submodels kısmınını göstermek için VEDitör uygulama penceresinin en altı değiştirildiğinde, göstermek için SubModels penceresi sevkeder.(Yani dıştan bir submodels sevkeder.) Dikkat edilirse 48 tane submodel grafiği içeren 3 satırlı yer, pencerenin en altında ortaya çıkar.(16 sütun ve 3 satır var. 16x3=48) Submodels penceresinde FUNDAMENTAL1_SGO üstüne tıklanır ve sonra DONE butonuna tıklanır; 2. satırdaki FUNDAMENTAL_1 SGO template modeli izlemek için VEDitor uygulama

penceresinin

en

altı

değişir,

Mouse'un

kullanılmasıyla,

Fundamental1_SGO model kutusu üstüne tıklanır. Bir kere seçilmişse, kutunun çevresinde kesik kesik çizgiler görülür, bunlar modelin örneklemek için hazır olduğunu gösterir. Örnekleme, orjinal modelin ve onun dinamik özelliklerinin kopyalanmasıyla modeli klonlamanızı sağlayan işlemdir. Uygulama penceresinin "Editor Screen" kısmındaki bu modeli yerleştirmek için burada istediğiniz pozisyona kursörü getirin ve SubModeli bırakmak için klikleyin, veya burada örnekleyin. Örnekleme modundan çıkmak için sağ mouse butonuna kliklenir. Bu modeli tekrar yerleştirmek istediğinizde kararlıysanız, ilk yapılması gereken nesneyi seçmektir;eğer gerekliyse, doğru nesneyi seçtiğinizde, bunu doğrulamak için IDENTIFY butonu seçilir. Sonra araç çubuğundan MOVE butonu seçilir. Şimdi sürükle-ve-yere düşür işlemi yapılır; sol mouse butonuna tıklanır ve istenilen yere model sürüklenir, sonra sol mouse butonu serbest bırakılır. Move modundan çıkmak için sağ mouse kliklenir. Şimdi SGO da tanımlanmış veri ile gerçek veri tabanı noktalarını birleştirmek için hazırsınız. Bu işlemden Binding(kaplama) gibi söz edilebilir. Küçük Grafiksel Nesnenin (SGO) Birleştirilmesi Template fazı sırasında SGO oluşturduğunuzda; VEDitor, tag veya veritabanı işlem

49

noktası için yere sahip gibi hizmet etmek için bir veya birçok "tokens" oluşturulmuştur. Binding SGO, veritabanı işlemlerindeki bir veya birçok tag ile nesneyi birleştirir. Binding hakkında bilinmesi gereken diğer noktalar; En üst seviye model içinde yerleşmiş SGO'ların üstünde kaplama yapılmıştır. Modeli kaydetmeden önce, işlemlerdeki bir veya birçok tag için tüm SGO'lar kaplanmış olmak zorundadır. Çoklu SGO'ları kaplamak için çoklu nesneler seçmeden önce VEDitor araç çubuğundan BIND butonu veya SELECT ALL seçilir. Binding, SGO'yu kullanmak için gereken final adımıdır ve kütüphanede var olan SGO kullanıldığında sık sık kullanılması gereken adımdır. Küçük Grafiksel Nesnenin (SGO) Kaplanması SubMod menüsünden GET EXTERNAL seçilmesiyle, SGO isminin tıklanması ve DONE butonunun seçilmesiyle, SGO geri çağırılır. Sonra kursörün pozisyona getirilmesiyle ve sol mouse butonuna tıklanmasıyla Editör çalışma penceresindeki yer ve pencerenin en altındaki SubMod kutusunda temsil edilen SGO üstüne tıklanır. Sonra,SGO içinde niteliklerin yapılandırılması ve dinamikler için veri tabanı noktası bağlamak/birleştirmek için aşağıdaki adımlar izlenir; Seçilen SGO doğrulanır. (Onun çevresinde kesik kesik çizgi görülür) Sonra araç çubuğundaki BIND butonuna tıklanır, BIND SGO diyalog kutusu görülecektir. TOKEN LIST'de, VEDitörde default ilk token,"tagname" dir.(arka alan rengi beyaz) TAG metin kutusunda; Kutunun herhangi bir yerine tıklanır. Sisteminizdeki geçerli bir ANALOG tag/nokta'nın ismi girilir; bir nokta ismi girildiğinde, bu biçimi girmek zorundasınız: GROUP.TAG ENTER'a basılır. SERVER NAME metin kutusunda, sistemde default olarak servis ismi vardır. ("NXS_ONLINE" bizim örneğimizde) Bu, S/3 SCADA sistemi için DCE tabanlı NXS veri server'ıdır. Farklı bir server özelleştirmek isterseniz; kutuda herhangi bir yere tıklanır. Geçerli servis adı girilir.(S3_ONLINE, DDS_SERVER) ENTER'a basılır ve sonra ACCEPT butonu üstüe tıklanır. Bu diyalog kutusundan çıkmak ve veri kaydetmek için DONE butonu üstüne tıklanır. Şimdi, bu dinamik

50

özellikler içindeki seçili alanlar için sabit değerler girmeye ve Renamed Variables diyalog kutusu içindeki GMS değişkenlerini yeniden adlandırmaya hazırsınız. Değişkenleri Yeniden Adlandırmak VEDitör uygulama penceresi tekrar görüntülendiğinde, seçilmiş nesne doğrulanır. (onun çevresinde kesik kesik çizgi görülür.) Sonra, Dyn menüsünden RENAME VARS seçilir. Renamed Variables diyalog kutusu görülür: Model Variable kısmında, NegColor üstüne tıklanır ; Bu, 0 (sıfır)'dan hemen sonra kursör pozisyonuyla Instance Expression kısmında bu değişkenlerin yanıda parlayan NegColor_0'dır.0'ı silmek için BACKSPACE'e basılır. Sonra 65 girilir ve ENTER'a basılır. Model Variables kısmından PosColor seçilir; Instance Expression kısmında bu PosColor_0 parlar.0'ı silmek için BACKSPACE'e basılır. Sonra 5 girilir ve ENTER'a basılır. Kursör, Instance Expression çizgisinin bitişiğine yerleştirilir, ZeroColor_0. 0'ı silmek için BACKSPACE'e basılır. ACCEPT butonuna tıklanır. DONE butonuna tıklanır. VEDitör uygulama penceresi tekrar görününce, Rename Variables modundan çıkmak için sağ mouse butonuna tıklanır. Daha sonra model menüsüne geçilir. Model menüsünden SAVE AS...(solda görünen) seçilir. Enter Model Name pop-up'ı görüldüğünde, bu model "FUND1_MODEL" adı altında kaydedilir.(Büyük harfler kullanılarak) Diske yazılan ve hazırlanan bu model bize gelecek adımlar için gerekecektir. Bundan solayı kaydedilir (register). Bir modeli kaydetmek için gerekli işlemler aşağıda açıklanmıştır. Bir Model Kaydedilmesi Gerçek kayıt 3 adımdan oluşmuştur; İlk olarak, model derlenir, run-time ortamı için veri yapıları optimize edilir. İkinci olarak, tüm veri kaynakları ve nitelikleri onaylanır ve eğer başarılıysa, bir binary model oluşturulur. Üçüncü olarak, model kaydedilir, Total Vision Navigator üstündeki DIRECTORY butonunun seçilmesiyle erişilen Vision Model Registry'e bu eklenir, tüm operatör workstation'larının bu modeli kullanabilmesi için bir modeli aşağıda açıklandığı gibi iki şekilde kaydedebilirsiniz.

51

VMC Command Utility çinden bir modeli kaydetmek için Command prompt'da, VMC girilir ve desteklenen seçenekleri görmek için ENTER'a basılır. Örneüin aşağıdaki gibi; $ vmc Bu komutun girilmesiyle en önce oluşturduğunuz model derlenir ve kaydedilir. $ vmc Fund1_model Eğer dereleme başarılıysa belirlemek için sonuçta oluşan mesajlar incelenir. 2.3.6. SCADA yöneticisi (SCADA explorer) SCADA Yöneticisi (SCADA Explorer) uygulaması S/3 SCADA işlemlerin izlenmesi denetlemek, ve yönetilmesine imkan tanır. Bu uygulama aşağıdaki amaçlar için de kullanılır, S/3 SCADA sistemindeki herhangi bir bilgisayardan S/3 SCADA yazılımı kullanıcı isteğine bağlı olarak kapatılıp yeniden başlatılabilir. Veri tabanında S/3 Mimari (S/3 Architect) ayar uygulamalarında yapılan herhangi bir değişikliği aktif kılar. Bireysel sistem bileşenlerin işlem durumunu sistemindeki her türlü durum ve Nokta Denetleyicisinin (Node Maneger’da diyebiliriz) durumunu denetler ve izlenmesini sağlar [3, 4]. 2.3.7. SCADA sisteminin izlenmesi (navigator) Navigator arayüzü, daha önceden hazırlanan ve sistemdeki istasyonları tanımlayan grafiklerin izlenmesini sağlar. Aşağıda örnek olarak bir istasyon verilmiştir. Bu ASKİ’ye ait bir su deposudur ve şekildende anlaşıldığı gibi istasyondaki su seviyesi, basınç, klor, güvenlik ve akım-gerilim bilgileri gibi verilerin izlenmesi sağlanmıştır. Bu izlemeyi sağlayan S/3 Navigator’dür. İstasyonlar arasında gezmeyi, tüm istasyonları aynı sayfada görmeyi sağlar (Geniş bir ekran gerektirir, örneğin projeksiyon ile yansıtma veya videowall sistemleri)

52

2.3.8. Alarm durumlarının izlenmesi (inst alarm) Bu arayüz sayesinde sahadan gelen veya yazılımın belirli parametrelere göre oluşturduğu alarm bilgileri izlenir ve sesli olarak operatörlere alarm verilir. Bu alarmlara göre sisteme gerekli müdahaleler yapılır ve sistemin sağlıklı olarak işlemesi sağlanır. S/3 Inst Alarm, gelen bilginin nereden geldiği, ne alarmı olduğu ve hangi tarihte geldiği gibi verileri operatörlere yansıtır. Sürekli olarak operatör workstationlarında çalışmaktadır ve her zaman alarm durumlarını göstermektedir. 2.3.9. Arşivsel bilgilere ulaşma (versa trend) Bu arayüz sayesinde grafiksel olarak eski bilgilere ulaşılır ve program üzerinde analiz yapılabilir. Versa Trend Grafiksel biçimindeki current (güncel) historical (arşivsel) adım değerlerinin her ikisinide görüntüleyen ve toplayan grafiksel client (müşteri) uygulamasıdır. •

Nokta veri ayarları ve yeni eğilim (trend) grupları oluşturma ve kaydetme

•

Var olan yön (trend) gruplarının açılması ve yapılandırılması

•

Kolay- okunur biçimindeki Trend ekranları yazılması

•

Kullanıcı- belirlemeli renklerin değiştirilmesindeki nokta yol hatlarının

oluşturulması •

Versa Trend penceresi ve mümkün font büyüklüklerinin taşınması ve büyüklük

ayarı •

Trend gruptaki 8 den fazla noktanın veri ayarının izlenmesi

•

Güncel ve arşivsel işlem değerlerinin eşzamanlı görüntülemeyle veri profillerini

görüntüleme •

Pop-up penceresinde yönlenen hata durumlarının izlenmesi

Versa Trend arayüzü X-Y koordinatına göre istenen verileri grafiklendirir. Böylece geçmişe yönelik veri analizleri yapılabilir ve bu çok önemlidir. Çünkü bu analizlere göre gelecekte sistem düzenlemelerine ve planlamalarına gidilecektir.

53

Şekil 2.8. Örnek bir navigator penceresi 2.3.10. Güvenlik editörü (security editor) Bu arayüz sayesinde operatör ve mühendislerin farklı seviyelerde S/3 yazılımına müdahale etmeleri sağlanır. Operatörler için verilen parolalarda ve düzenlemelerde yetkiler kısıtlıdır ve operatörler yalnızca sistemin belirli yerlerine müdahale edebilirler. Bunun dışında veri tabanı v.b. yerlere yalnızca programa hakim olan ve mühendislik eğitimi almış kullanıcılar müdahale edebilirler. İşte bu ayarlamaların hepsinin yapıldığı bölüm S/3 Security Editor’dür.

54

3. ENERJİ SEKTÖRÜNDE SCADA SİSTEMLERİ Bölüm 1’de SCADA sistemlerinin tarihsel gelişimi anlatılmıştır. Aynı kronoloji enerji sektörleri için de geçerlidir. Enerji sektörü denilince akla gelen enerji tipleri elektrik, gaz, petrol, su ve nükleer enerjidir. SCADA sistemi, hidroelektrik, nükleer güç üretimi, doğalgaz üretim ve işleme tesislerinde, gaz, yağ, kimyasal madde ve su boru hatlarında pompaların, valflerin ve akış ölçüm ekipmanlarının işletilmesinde, kilometrelerce uzunluktaki elektrik aktarım hatlarındaki açma kapama düğmelerinin kontrolü ve hatlardaki ani yük değişimlerinin dengelenmesi gibi çok farklı alanlarda kullanılabilmektedir. Enerji kaynaklarının azaldığı ve rekabetin hızla artığı günümüz şartlarında enerji girdilerinde süreklilik, kalite ve asgari maliyetin sağlanması, muhtemel bir enerji krizini ortadan kaldıracak yatırımların yapılması kaçınılmaz bir zorunluluktur. Bu nedenle günümüzde enerji yönetim teknikleri çok büyük önem arzetmektedir. Bu amaçla kurulan ve kompleks bir yapıya sahip olan söz konusu enerji tesislerinin kontrolü de ancak SCADA gibi yüksek bir kontrol felsefesine sahip sistemler ile sağlanabilecektir. İzmit’te 1999 Ağustos’unda yaşanan depremde SCADA sayesinde doğalgaz şebekesinde herhangi bir problem görülmemiştir. SCADA kontrol odasından şebekedeki ana çelik vanalar hemen otomatik kapatılmış, 27 adet bölge regülatörü de eşzamanlı olarak durdurulmuş ve vana odaları görevlilerince kapatma işlemlerinin kontrolü de yapılarak tüm sistemin gaz akışı kesilmiştir. İZGAZ (İzmit Doğalgaz Dağıtım Şirketi)’ın kullandığı SCADA sisteminin ülkemiz şehir doğalgaz dağıtım şebekelerinde uygulanabilen otomatik, uzaktan kumanda ile vanaların kapatılabildiği tek sistem olduğu tespit edilmiştir [15]. İzmit örneğine benzer bir şekilde yurtdışı bir uygulamadan bahsetmek gerektiğinde de Körfez Savaşı sırasında Birleşik Arap Emirlikleri’nin başkenti Abu Dhabi’de denizde bulunan petrol kuyularının direkt olarak üretiminin kesilmesi ve tanklardaki

55

petrolün boşaltılması gösterilebilir. Körfez savaşı sonrasında burada yapılan çalışmalarda Zakkum Crystal adlı petrol platformunda ki bu platform bir ada gibi düşünülebilir, işçilerin anlattıkları dikkate alındığında ülkemizden 5-6 yıl daha önce SCADA çalışmalarının Birleşik Arap Emirliklerinde yapıldığı ve tehlike anında bu SCADA sisteminin yararlarından faydalanıldığı görülmüştür. Yine SCADA’nın güvenlik tarafı dikkate alındığında ülkemizde BOTAŞ tarafından taşınan petrol ve doğalgaz hatlarındaki vanalarla herhangi bir saldırı durumunda hattın tamamının etkilenmesi engellenmektedir. Aynı güvenlik önlemleri su ve elektrik SCADA’larında da görülmektedir. Buralarda da saldırı durumunda yine bölge ve alt bölgelerin sistem dışı bırakılması söz konusudur. Netice de enerjiyi izlemek, değerlendirmek ve güvenliğini sağlamak SCADA sistemleri haricinde çok pahalı ve zordur. SCADA sistemleri işletimi, izlemeyi, değerlendirmeyi ve güvenliği sağlamada çok büyük kolaylıklar sunmaktadır. Aşağıda bazı örneklerle enerji sektöründe SCADA sistemlerine değinilmiştir. Burada verilen örneklerden DURUSU (Mavi Akım Pojesi Giriş Noktası), İGDAŞ, ASKİ projeleri direkt olarak danışmanlık ve kontrolörlük yapılmış ve bu tezde önerilen verilerin kullanılmış olduğu projelerdir. Aynı şekilde yine bu çalışmada sunulan öneriler yine ASAT (Antalya Su ve Atık Su) SCADA projesinde de kullanılmıştır. 3.1. İgdaş SCADA Projesi Bo projenin amacı, İgdaş Doğalgaz şebekesini 24 saat gözlemlemek, kontrol etmek ve veri toplamak, toplanan bu verileri İgdaş’taki diğer birimlere iletmek, İgdaş’ta kurulu diğer bilgi sistemleri ile entegre çalışarak, İgdaş’ta gerçek zamanlı bir işletme ortamı sağlamaktır. Projenin, İgdaş Doğalgaz şebekesi üzerinde bulunan 6 Botaş Basınç Düşürme ve Ölçüm İstasyonu (RMS) ,410 bölge regülatörü (BR), 315 müşteri regülatörü (MR),

56

12 katodik koruma ünitesi, 6 kokulandırma ünitesi, 1 Gas chromatograph, 7 vana odasını (ve yedekleri) kontrol edecek bir SCADA sistemini içermektedir. Projenin ilk aşamasında (ilk 6 ay), 5 bölge ve 4 müşteri regülatörü, 1 Botaş giriş istasyonu ve 1 Kokulandırma ünitesi ve 1 vana odasını kontrol eden 13 RTU ünitesi sahaya monta edilmiştir. Bu kısımda 1 bölge regülatörü ve polietilen hattan beslenen 1 müşteri regülatörü girişine kontrol için actuator koyulmuş ve bunun çalışması denenmiştir. Bu kısımda haberleşme ortamı olarak; PSTN Dial-Up, Mobitex, GSM ve GPRS denenmiştir. Ayrıca bu sisteme SCADA merkezi dışından bir notebook, PDA ve PC üzerinden SCADA merkezine ve RTU’lara uzaktan bağlanma özelliği de eklenmiştir. Ayrıca Şebeke şefliklerinin İgdaş WAN’ı ve internet üzerinden kendi RTU’larını görebilmesi de denenmiştir. SCADA öncesi mevcut çalışma yapısında, Doğalgaz ile ilgili ihbarları alan ve ilgili birimlere yönlendiren bir çağrı merkezi mevcuttur. Bu birim 7 gün 24 saat hizmet vermektedir. Doğalgaz ile ilgili herhangi bir ihbar olması halinde, aboneler hemen 187 (Doğalgaz ihbarlarının iletilmesi için ayrılmış özel hat) Doğalgaz acil hattını aramakta ve ihbarını iletmektedir. Çağrı merkezindeki operatörler arayan vatandaşa alınması gereken ilk tedbirleri bildirdikten sonra, hemen ilgili ihbarı AS400 ihbar kayıt programına girer. AS400 ihbar kayıt programına girilen ihbar, anında otomatik olarak Araç Takip Sistemi (ATS) üzerinden ilgili birime yönlendirilir. İlgili birim (Şebeke Şefliği) ihbarı ATS terminalinde görür görmez, ihbarın alındığını onaylar ve sorunu çözmek üzere olay mahalline hareket eder. Sorun çözüldükten sonra, ATS terminali üzerinden (sorunun nedeni ile birlikte) sorunun çözüldüğünü ATS Merkezine iletir. Bu processden sonra ihbar kapanmış olur. Herhangi bir nedenle ihbarın ATS üzerinden iletilememesi halinde, ihbar telsiz veya telefon kullanılarak ilgili birime iletilir. ATS üzerinden yönlendirilemeyen ihbarlar da istatistiki çalışmalar için, AS400 ihbar kayıt programına girilir ve kaydedilir. Şebekenin kontrol ve bakım işlemleri ise Şebeke Şeflikleri tarafından periyodik olarak yapılır. Bütün regülatörler teknik ekipler tarafından 24 saatlik periyotlar ile kontrol edilir. Bu kontroller esnasında ciddi bir sorun tespit edilmesi halinde, sorun bakım ekiplerine iletilir. Sorun giderme çalışmaları bakım ekipleri tarafından yapılır. Bu rutin kontrol

57

ve bakım çalışmaları dışında, tüm regülatörler yılda 2 defa genel ve detaylı bir bakıma tabi tutulur. Vana odalarının ve Katodik Koruma Sisteminin işletmesi ve bakımı da aynı şekilde manual olarak yapılır. Büyük kapasiteli müşterilerin ve evsel abonelerin faturalandırma işlemi için de ayrı ekipler mevcuttur. Bu ekipler, her ay tüm müşterileri gezerek

sayaçların (büyük kapasiteli müşteriler için corrector)

üzerindeki tüketim bedelleri okurlar. Manual olarak yapılan bu okuma işlemi ile alınan veriler, merkezde bilgisayara girilir ve faturalar çıkarılır. Oluşturulan bu faturalar gezici ekipler tarafından dağıtılır. Ayrıca tüm veri izleme de yine gezici ekipler ile yapılmakta ve bir merkeze bildirilmektedir. Kontrol ise tamamiyle manualdir. SCADA ile birlikte gelen çalışma yapısı ise şöyledir ; İGDAŞ a her türlü ihbar, alarm ve veri iki yoldan iletilecektir. Bunlardan birincisi, 187 doğalgaz acil hattına, telefon şebekesi üzerinden müşterinin yaptığı ihbar aramalardır. İkincisi, sahadaki Bölge Regülatörleri üzerindeki enstrümanlar yoluyla RTU üzerinden SCADA ya iletilen alarm ve verilerdir. Her iki yoldan gelen bilgi; ihbar, alarm ve verilerden ilk haberdar olan birim SCADA şefliği olacaktır. Ve aynı zamanda ilgili şebeke elemanları merkezlerindeki PC’ler ve ellerindeki PDA ile gelen bu bilgilerden haberdar olacaktır. Bu bilgi PDA veya Şebeke PC si tarafından onaylanmadığı durumlarda SCADA personelince Şebeke Şefliklerine telsiz veya telefonla iletilecektir. Ayrıca SCADA sistemi ile birlikte tüm kontroller uzaktan yapılmaya başlanmış ve tüm verilerinde anlık olarak izlenmesi sağlanmıştır. Aşağıdaki şekilde İgdaş’ın İstanbul doğalgaz şebekesi görülmektedir ve yapının büyüklüğü dikkat çekmektedir. Bu ekran SCADA sisteminde ana ekrandır ve buradan şehrin istenen noktasına tıklanarak istenilen bilgiler görülmekte ve yine yapılası gereken kontroller yapılmaktadır.

Bu

gerçekleştirilmiştir.

yazılım

Telvent

Firmasının

OASYS

yazılımı

ile

59

Şekil 3.1. İstanbul igdaş doğalgaz şebekesi Burada SCADA-GIS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) entegrasyonu göze çarpmaktadır ve bu, bir yerde SCADA sistemi varsa kesinlikle tavsiye edilen bir entegrasyondur. Doğalgaz, kentler arasında çelik borularda yüksek basınçla(40-70 bar) taşınır.Şehir yakınındaki ana basınç düşürme istasyonlarında 14-19 bara düşürülür. Bu basınç şehir içerisinde belirli merkezlerde 4 bar’a indirilir. 4 bar basınçtaki doğalgaz, (P.E) polietilen borularla mahalle aralarına ve konut girişlerindeki (RS) regülatör istasyonlarına gelerek basınç, 21 mbar’a veya büyük tüketim noktalarında 300 mbar’a düşürülür. Şekil 3.3. de ise bir bölge regülatörü görülmektedir. Regülatörler gazın basıncının düşürüldüğü istasyonlardır. Girişte resimde de görüldüğü üzere bir giriş vanası vardır ve bu vana aktuatörlü bir vanadır. Vana üzerine tıklanınca açılan pencereden aktuatörün kontrolü ve dolayısıyla vananın kontrolü sağlanmaktadır. Vana uzaktan kontrol ediliyor ve hem zaman kaybı hemde istasyonda oluşabilecek bir güvenlik problemine karşın önlem alınıyor.

60

Şekil 3.2. Aktuator vana açma-kapama işlemi

Şekil 3.3. Bölge regülatörü Yine Şekil 3.3.’e bakıldığında bir bölge regülatörü görülüyor. Bu regülatörden gelen veriler ise şunlar : •

Çekiş (Debi)

61

•

Gaz Sıcaklığı

•

Giriş Basıncı

•

Çıkış Basıncı

•

Akü voltajı

•

RTC voltajı

•

RTU Numarası

•

Vana pozisyonları

•

Gazın sıkışılabilirliği

•

Düzeltilmemiş hacim

•

Düzeltilmiş hacim

•

Veri alma zamanı

•

Bölge bilgileri

•

Adres bilgileri

•

Şeflik Bilgileri

İgdaş SCADA projesinde halen 192 adet bölge regülatörü sisteme dahil edilmiş durumdadır. Toplam 479 adet bölge regülatörü vardır ve bu 192’sinde elektrik vardır ve sisteme dahil edilmiştir. Diğerlerinde ise elektrik yoktur. Ancak İgdaş bu regülatörlere doğalgazdan elektrik enerjisi üreten bir cihaz takacaktır. Şu an için akülerle ihtiyaç duyulan istasyonlar zaman zaman SCADA sisteminden izlenmekte ve kontrol edilmektedir. Ülkemizde gaz alımlarını yapan, gazın fiziksel ve kimyasal değerlerini ölçen kurum BOTAŞ'tır. Ağırlık değeri 0,76 - 0,8 kg civarlarındadır. Bileşenler değiştikçe ağırlık da

değişir.

Gaz

kromotograf

cihazlarıyla

tespit

edilir.

Yine

igdaş

gaz

kromotograflarını SCADA sistemine dahil etmiştir ve izlemektedir. Burada bileşenlerin yüzdeleri de gösterilmektedir. Şekil 3.5. de ise katodik koruma şefliğinin baktığı TR Unit görülmektedir. Burada şebeke borularına kararsız elektronların kararlı hale gelerek hattın zarar görmemesini sağlayacak şekilde voltaj verilmektedir. Buna katodik koruma denilmektedir.

61

Şekil 3.4. Kromotograf

Şekil 3.5. Katodik koruma ünitesi 3.2. Bursa Organize Sanayi Bölgesi IV. Tevsi Sahası SCADA Projesi Bursa IV. Tevsi Sahası Doğalgaz Dağıtımı mevcut şebekeye bağlanan ring ile beslenen 9 adet basınç düşürme istasyonu (PRS-A) üzerinden ve yine ring sisteminin

62

kullanıldığı 5 adet Elektrik Dağıtım Merkezi ile de enerji dağıtımı yapılmaktadır. Bu SCADA sisteminde bilgisayar altyapısı yedekli olarak çalışmakta ve sahadan alınan tüm veriler birlikte depolanmakta, haberleşme aynı ortam üzerinden sağlanmakta ve müşterilere ait bağlantı noktalarının kontrolü aynı anda yapılabilmektedir [16]. SCADA Merkezi ile sahada bulunan PRS RTU’ları ve DM RTU’ları arasındaki iletişim fiberoptik bir ring üzerinden sağlanmaktadır. PRS (Basınç Düşürme İstasyonu)’ler ile saha müşteri RTU’ları arasındaki haberleşme KPDF kabloları üzerinden yapılmaktadır [16]. Fiberoptik kablo için ring sisteminin kullanılmasının; herhangi iki merkez arasında fiberoptik kablo üzerinde bir hasar olmasına karşı haberleşmenin diğer yönde yapılabilmesidir. Böylece sahadaki haberleşmede herhangi bir kesinti olmayacaktır. Sahadaki veri kaybıda engellenmiş olmaktadır. 3.2.1. SCADA sisteminin merkez donanımı SCADA Merkezinde birbiri ile yedekli olarak çalışan Alpha mikroişlemcili tabanlı serverlardan

(sunucu)

oluşan

bir

sistem

bulunmaktadır.

Serverlar

Alpha

Mikroişlemcili Tabanlı olup UNIX İşletim Sistemi altında çalışmaktadır [16]. RAM kapasitesi 512 MB ve 40 GByte Harddisk bulunmaktadır. G/Ç Bant Genişliği 266 MB/s olmaktadır. Ayrıca CD-ROM 52X hızlı, disket sürücülü ve iki Ethernet ağı çıkışı bulunmaktadır. Bu sistemler arasındaki haberleşmeyi sağlayan Ethernet ağı yedekli olarak çalışabilmektedir. Yedekli network gibi düşünülebilir bu sistem, çünkü biri devrede değilken otomatik olarak diğeri devreye girmektedir. Serverlar Redundant (Yedekli) olarak çalışmaktadır. SCADA Merkezindeki bilgisayarlardan herhangi birinde bir arıza oluşması durumunda diğer bilgisayar hiçbir kesintiye uğramadan sistemi kontrol edebilmektedir. Böylece sistemde

63

herhangi bir veri kaybının da olmasıda engellenmiştir. Kurulmuş olan bu sistemde aşağıdaki sistemler kesintisiz olarak desteklenmiştir [16]. •

Doğalgaz Dağıtım Şebekesi Kontrol Merkezi

•

Elektrik Dağıtım Şebekesi Kontrol Merkezi

•

Faturalama ve Muhasebe Bilgisayar Sistemi

Bu sistem doğalgaz ve elektrik dağıtım merkezlerinden gelen tüm bilgilerin toplanması, değerlendirilmesi ve depolanması v.b. işlemlerde kullanılmaktadır. SCADA Merkezinde 2 adet Rear Projeksiyon Paneli kullanılmaktadır. Bu projeksiyon panelleri 4 elemanlı panellerdir. Bu projeksiyon panelleri sahanın hem izleme hem bakım hem de kontrolü açısından çok avantajlıdır. Projeksiyon panelleri sayesinde ekranda müşterilere ait elektrik ,doğalgaz değerleri rahatça izlenebilmektedir. Doğalgaz ve elektrik müşterilerine ait bilgiler ve değerler bağımsız olarak izlenebilmektedir. İş İstasyonları (Workstation) SCADA sisteminde izlemek için toplam 9 adet Workstation (iş istasyonu) bulunmaktadır.

Bu

Workstation’lar

Windows

NT

işletim

sistemi

altında

çalışmaktadır. Ayrıca fatura çıkarmak içinde ek iki adet iş istasyonu bulunmaktadır. Bu iş istasyonları 733 MHz işlemci hızlı, 128 Mbyte RAM kapasiteli, 21” monitöre sahip Compaq marka bilgisayardır. Bu Workstation’lar ikisi 4 parçalı rear projeksiyon panellerine bağlantılıdır [16]. Yazıcılar İş istasyonlarında (Workstation) 1 adet renkli yazıcı ve 1 adet nokta vuruşlu yazıcı bulunmaktadır. Bu printer’lar, ekrandaki görüntüleri renkli olarak basma ve raporlama amacı ile kullanılmaktadır. Ayrıca bu yazıcılardan bir tanesi A3

64

boyutunda kağıt kullanabilmektedir. Meydana gelen alarm ve durum raporlarının dökümünü almak için 1 adet nokta vuruşlu yazıcı bulunmaktadır [16]. Faturalama ve Muhasebe Bilgisayar Sistemi Sahadaki doğalgaz ve elektrik dağıtım hizmetlerinin faturaya dökülmesi ve müşteri muhasebe kayıtlarının izlenmesi için bilgisayar sistemi kurulmuştur. Bilgisayar sistemi Pentium III işlemcilidir. Ayrıca bu sisteme bağlı olarak faturaların oluşturulması ve raporların hazırlanması için bir nokta vuruşlu yazıcı bulunmaktadır [16]. Sistem Mühendisliği Terminali SCADA Merkezi bilgisayarında ve donanımında yapılmış olan tanımlamaların değişikliği, yazılım değişikliği yapmak içim Pentium III mikroişlemci tabanlı bir bilgisayar eklenmiştir. Mesela ; PV (Process Variable) değişikliği yapmak istediğinde bu terminalden yapılabilmektedir [16]. Ayrıca, bütün bu sistemler arasındaki haberleşmeyi sağlamak için bir ağ bulunmaktadır. Bu ağ yedekli olarak çalışabilmektedir. Kesintisiz Güç Kaynağı Kontrol merkezinde, sistemin elektriksiz kalması durumunda sistemi besleyecek kapasitede bir UPS bulunmaktadır. Harici Modem Bağlantısı SCADA Merkezinin dış merkezlerle haberleşebilmesi veya dış merkezlerden bu ana merkeze ulaşılabilmesi için bir harici modem yerel ağa eklenmiştir. Bu modem hattı

65

sayesinde dış merkezlerden bu scada merkezine ulaşılarak scada donanım ve yazılımı kontrol edilebilmekte, yazılımda değişiklik gerekiyorsa yapılabilmekte, ya da sistemi durdurup tekrar devreye alabilmekteyiz. Bunların yanında dışarıdan müdahalenin yapılabilmesi için bir ISDN hattımız bulunmaktadır. Programlama Terminali SCADA sistemine ek olarak sahadaki müşteri RTU’larının programlanabilmesi için bir adet diz üstü bilgisayar kullanılmaktadır. Ayrıca, herhangi bir RTU arızası durumunda, RTU’dan yüklenen bilgiler SCADA merkezindeki kontrol merkezi bilgisayarına bu terminal sayesinde taşınabilmektedir. Bu terminal Pentium III mikroişlemci tabanlı bir diz üstü bilgisayardır. Haberleşme Sistemi OSB’deki SCADA sistemi 2 seviyeden oluşmaktadır. Bu seviyelerden biri Basınç Düşürme İstasyonlarında (PRS-A) bulunan RTU’lardır. Bu RTU’lar ring sistemi uygulanarak oluşturulmuş fiberoptik kablo ile SCADA kontrol merkezine bağlanmıştır. Ayrıca fiberoptik kabloda yedek bit per daha kullanılabileceği düşünülerek boş bırakılmıştır. Bu basınç düşürme istasyonlarındaki RTU’lar hem bulundukları yerdeki verileri toplamak ve kontrolünü gerçekleştirmek, hem de kendilerine ait müşteri RTU’ları ile haberleşmeyi sağlamaktadırlar. Müşteri RTU’ları ile PRS istasyonları arasındaki haberleşme KPDF kabloları ile yapılmaktadır. Müşteri RTU’larına çekilmiş olan bu kablolarda yedek bir Per bırakılmıştır [16]. 2. seviye ise DM (Dağıtım Merkezleri) istasyonlarında bulunan RTU’lardır. Bu RTU’lar DM’lerde bulunan enerji hücrelerine ait analog, digital ve counter değerlerinin almakta ve almış olduğu bu değerleri sonra SCADA merkezine göndermektedir.

66

Bu RTU’lar yine ring sistemi uygulanarak oluşturulmuş fiberoptik kablo ile SCADA kontrol merkezine bağlanmıştır. Toplam 3 adet ring bulunmaktadır. Üçüncü ring ise; eski bölgede SCADA ile haberleşmesi telefon kablolarıyla yapılan PRS’lere ait ringdir. 3.2.2. RTU panolarındaki kartların tanımlamaları ve fonksiyonları ZVE 386 RTU’nun merkezi işlemci birimidir. Bu karta sadece bilgisayar ile parametre yükleme işlemi yapılmaktadır. Bu kartın bulunduğu kısma U8000 denilmektedir. U8000’e ait parametrenin yüklenilmesi için kullanılmaktadır. 20 MHz frekansında 32 bit işlemciye sahip bir karttır. SCADA ile RTU arasındaki bütün işlemlerin yürütüldüğü birimdir. Kart üzerinde bilgisayar bağlantısı için port girişleri bulunmaktadır. Besleme gerilimı 5V DC’dir [16]. FIC 1 Bu kart ZVE 386 merkezi işlemci kartının SCADA ile haberleşmesini ayrıca U10 biriminin (tüm kartların takılı olduğu anakart) ZVE 386 merkezi işlemci birimi ile haberleşmesini sağlamaktadır. FIC 1 kartının 2 adet seri I/O kanalı (A,B) bulunmaktadır. Fiberoptik kablonun bulunduğu bağlantılarda merkezi işlemci biriminin SCADA ile haberleşmesi 9600 Baud olmaktadır. U10 kartlarının ZVE 386 işlemci kartı ile olan haberleşme hızı ise 1200 Baud olmaktadır. Bu haberleşme hızları parametre yükleme işlemi sırasında seçilmektedir. Besleme gerilimı 5V DC’dir [16]. ZE 2 U10 sisteminin merkezi işlemci birimidir. 16 bit işlemciye sahiptir. Bu birim digital-

67

analog ve command (komut) bilgilerinin yürütüldüğü birimdir. Bir adet ZE 2 biriminin kapasitesi; - 16 adet digital giriş

- 32 adet komut çıkış

- 32 adet analog giriş

- 64 adet digital çıkış

- 16 adet analog çıkış Bu ZE 2 birimi bütün analog, digital ve komut işlemlerinin yürütüldüğü birimdir. Ayrıca her U10 için parametrelerin yüklendiği port girişi bulunmaktadır. Bu port girişi ile her U10’a ayrı ayrı parametre yüklenmektedir. Besleme gerilimı 24 V DC’dir [16]. DE 2 U10 sistem biriminin digital girişlerinin alındığı birimdir. Her DE2 kartı üzerinde toplam 16 adet led göstergesi vardır. Bunun anlamı 16 adet digital girişin (sinyalin) alınabileceği anlamına gelmektedir. Besleme gerilimı 24 V DC’dir. Maksimum 4 adet DE2 kartı 1 adet ZE2 merkezi birim tarafından kontrol edilmektedir [16]. AE3 U10 sisteminde analog sinyallerin alındığı birimdir. Bir adet ZE2 merkezi birim kartı üzerinde en fazla 4 adet analog kartını kontrol etmektedir. Kartın çalışma gerilimı24 V DC’dir [16]. BA 33 ve FIM 2 U 10 kontrol sisteminde komutların gönderildiği birimdir. Örneğin kesiciyi aç-kapa, vana aç-kapa gibi. 24V DC gerilimı ile çalışmaktadır. Bu kart üzerinde 16 adet led gösterge bulunmaktadır. Her LED gösterge bir adet komutun yürütülmesi için kullanılmaktadır [16].

68

FIM 2, Mevcut bölgede sadece doğalgaz istasyonlarında (PRS-A) bulunan RTU’larda kullanılmıştır. Bu kart, PRS-A’lar ile sahadaki müşteri RTU’larının haberleşmesi için kullanılan modem kartlarıdır. Bir RTU’da, kullanılan hat sayısı kadar FIM2 kartı vardır. Mesela 4 adet sub-line (hat) olduğu düşünülürse 4 adet FIM2 kartı kullanılır. Besleme gerilimı 5 V DC’dir.Bu FIM2 modem kartı sahadaki müşteri RTU’larından gelen verileri alarak PRS-A istasyonundaki RTU’nun ZVE 386 işlemci birimine gönderir. Aynı şekilde SCADA merkezinden yollanan herhangi bir sinyalin müşteri RTU’larına gönderilmesini sağlayan modem kartıdır [16]. NFLÜ Müşteri RTU’ları ile PRS-A istasyonu RTU’ları arasında oluşabilecek aşırı gerilimleri sönümlemek için kullanılmış karttır. Sistemi ani gerilimlerden korumak için kullanılmıştır. 600 Ohm’luk jumper dirençlerine sahiptir. Bu dirençler hat başına ve hat sonuna konulmaktadır. NFLÜ kartı aşırı gerilim korumalı düşük frekanslı hat tekrarlayıcısıdır. Sahadaki müşteri RTU’ları ile PRS-A’lar arasındaki KPDF kabloların biri bu NFLÜ kartlarına girilerek sonlandırılmıştır [16]. PSE-AM Bu kart RTU’nun SCADA ile haberleşmesini sağlamaktadır. Ayrıca RTU’nun haberleşmesini, akış diyagramlarını bu kart üzerinde bulunan RS 485 port çıkışı ile bilgisayar yardımıyla izleyebilmekteyiz [16]. HY-TECH Fiberoptik kabloların sonlandırıldığı birimdir. TX ve RX noktalarına page-cort kabloları girilerek optik iletişim sağlanmaktadır. Hy-Tech optik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürmektedir. Ayrıca elektrik sinyallerini de optik sinyallere dönüştürmektedir. DM ve PRS-A istasyonlarındaki RTU’larda kullanılmıştır [16].

69

3.2.3. Müşteri RTU’larının PRS-A’lar ile haberleşmesi Müşteri bağlantı noktalarında kullanılan RTU’lar basınç düşürme istasyonlarındaki RTU’lar üzerinden SCADA kontrol merkezine ulaşmaktadır. Bu müşteri RTU’ları bulundukları noktadaki müşterilerin doğalgaz ve elektrik ile ilgili analog, sayısal ve counter verilerini PRS’ler üzerinden SCADA merkezine göndermektedir. Ayrıca bu RTU’lar

SCADA

merkezinden

gönderilen

komutları

PRS’ler

üzerinden

uygulamaktadırlar. Vanayı aç-kapa gibi. Müşteri bağlantı noktalarındaki bu RTU’ların digital girişleri şunlardır: - Giriş Vanası açık-kapalı

- Emniyet vanası 1 kapalı

- Kabin kapısı kapalı

- Emniyet vanası 2 kapalı

- Filtre 1 tıkalı

- Acil durum

- Filtre 2 tıkalı Müşteri RTU’suna gelen bu digital bilgiler zener bariyerlere girilmiştir. Zener bariyerlerin kullanılmasının sebebi ehemmiyet açısından alınmış önlemlerdir. Müşteri bağlantı noktalarındaki bu RTU’ların analog girişleri şunlardır. - Giriş basıncı

- Çıkış sıcaklığı

- Çıkış basıncı Müşteri RTU’suna gelen bu analog bilgiler zener bariyerlere girilmiştir. Ayrıca müşterinin harcamış olduğu aktif, reaktif, kapasitif enerji ve doğalgaz miktarına ait veriler U1(16 bit mikroişlemcili RTU işlemcisi)’lere gelmektedir. Müşteri RTU’larında 2 adet U1 seri olarak bağlanmıştır. Bu U1’ler arasında seri haberleşme vardır. Bu U1’lerin etiketleme süresi 5 ms’dir. Ayrıca bu U1’ler 16 bit mikroişlemciye sahiptir. Haberleşme hızları 25 MHz’dir. U1’in RAM bellek kapasiteleri 2x128 Kbyte’tır. Müşteri RTU’ları SCADA merkezinde bulunan GPS ile

70

uydu üzerinden senkronize edilebilmektedir. Bunun faydası verilerin doğru zamanda SCADA merkezine gelmesi içindir [16]. Müşteri RTU’ların PLC fonksiyonu bulunmaktadır. Analog girişler için 10 bit çözünürlüğe sahiptir. Ayrıca müşteri RTU’larında UPS bulunmaktadır. Enerji kesintisinde sistemi aküler 2 saat besleyebilmektedir. Böylece müşteriye ait verilerin kaybolması önlenmiştir.Müşteri RTU’ların PRS-A ile haberleşmesi şu şekilde olmaktadır. Müşterilere ait analog ve digital sinyaller KPDF kabloları ile Basınç Düşürme İstasyonlarındaki RTU’nun FIM modem kartına gelir. Her bir FIM2 modem kartı bir hattı kontrol etmektedir. Bu FIM2 modem kartları sürekli olarak poling-cycle uygulamaktadır. FIM2 kartlarına gelen analog, digital, counter değerleri ve PRS-A’ya ait RTU içindeki U1’lere gelen analog, digital, counter bilgileri akış diyagramların bilgisayar ile izlenebildiği PSE-AM (II) kartına gönderilmektedir. Bu bilgiler daha sonra U8000’in master olarak kullanılan FIC1 kontrol ünitesine yollanmakta, burada merkezi işlemci birimi olan ZVE386 birimine ve sonra slave olarak kullanılan FIC1 kartına gönderilmektedir [16]. Daha sonra PSE-AM (I) kartına gelen bilgiler RS 232 port çıkışı ile Hy-Tech cihazına gönderilmektedir. Hy-Tech cihazında elektrik sinyalleri optik sinyallere dönüştürülerek SCADA merkezine gönderilmektedir. Bu işlem sürekli olarak böyle devam etmektedir. Basınç Düşürme İstasyonundaki RTU’nun birinci FIC1 kartı, FIC2 modem kartlarına gelen müşteri bilgilerini ZVE 386 işlemci birimine gönderen birimdir. Diğer FIC1 kartı ise işlemci ile PSE-AM kartı arasındaki haberleşmeyi sağlayan birimdir [16]. Basınç Düşürme İstasyonundaki RTU’nun analog ve digital girişleri şu şekildedir. PRS-A istasyonundaki bu RTU’ların digital girişleri şunlardır: - Giriş Vanası Açık-Kapalı

- Emniyet Vanası 1 Kapalı

- Kabin Kapısı Kapalı

- Emniyet Vanası 2 Kapalı

- Filtre 1 Tıkalı

- Acil Durum

71

- Filtre 2 Tıkalı

- PRS Binası Kapı Açık-Kapalı

- Yangın Alarmı

- Gaz alarmı

- Hat Vanası açık-Kapalı

- Enerji Kesik

- DC Besleme Alarmı PRS-A RTU’suna gelen bu digital bilgiler zener bariyerlere girilmiştir. Zener bariyerlerin kullanılmasının sebebi ehemmiyet açısından alınmış önlemlerdir. PRS-A İstasyonundaki RTU’ların analog girişleri şunlardır. - Giriş Basıncı

- Giriş Sıcaklığı

- Çıkış Basıncı

- Çıkış Sıcaklığı

Yine bu RTU’lar SCADA merkezinde bulunan GPS ile senkronize edilmektedir. Böylece veriler real (gerçek) zamanda merkeze gelmektedir. PRS-A içindeki RTU’lar 32 bit mikroişlemci tabanlı, mikroişlemci tabanlı, mikroişlemci hızı 25 MHz ve RAM kapasitesi 16 Mbyte’dır. Ayrıca analog girişler 10 bit çözünürlüklüdür. 1 ms hassasiyetle etiketleme yapılabilmektedir. Bu RTU’larda UPS bulunmakta ve herhangi bir enerji kesintisi durumunda sistemi 2 saat besleyebilmektedir. Böylece herhangi bir veri kaybı engellenmiş olmaktadır. 9 adet doğalgaz istasyonunun hepsinde gaz ve duman dedektörleri vardır. Bunlar RTU’ya bağlı durumdadır. Herhangi bir alarm durumunda SCADA’ya direk sinyal gitmektedir [16]. 3.2.4. Dağıtım merkezlerinin SCADA ile haberleşmesi DM (Dağıtım Merkezi) istasyonlarındaki her bir (feeder) enerji hücresi’ne ait analog, digital ve counter verileri RTU içindeki U10 birimlerine gelmektedir. DM’lerde bulunan bu U10 birimleri 1 ms süre ile etiketleme yapmaktadır. Analog girişler 10 bit çözünürlüğe sahiptir. 32 bit mikroişlemci tabanlıdır ve mikroişlemci haberleşme hızı 25 MHz’dir. Bu veriler ilk olarak RTU’nun analog ve digital kartlarına gelmektedir. Bu kartlar AE3 ve DE2 kartları olmaktadır. DM istasyonlarında

72

RTU’ya gelen analog ve digital bilgiler şu şekildedir. RTU’ya gelen analog girişler şunlardır: - Her bir barada oluşan faz gerilimleri - Her bir baradan geçen faz akımları RTU’ya gelen digital girişler şunlardır: - Kesici açık-kapalı

- AC Gerilim arızası

- Toprak bıçağı açık-kapalı

- DC Gerilim arızası

- Kesici içeride-dışarıda

- Akü şarj arızası

- Aşırı akım-toprak kaçağı bilgisi

- Local-Remote (uzak-yakın) bilgisi

- Kısa devre bilgisi

- DM kapısı açık-kapalı

- Kesici motor gerilim arızası

- İç ihtiyaç panosu tüketimi

Ayrıca SCADA merkezinden DM içindeki RTU’ya gönderilen komut bilgileri vardır. Bu komutlar RTU içindeki BA33 command kartı vasıtası ile SCADA Merkezinden gönderilmektedir. Bu komut bilgileri şunlardır: •

Kesici aç-kapa

•

Alarm kornası

U10 kartlarındaki digital analog bilgiler U10 merkezi işlemci birimi olan ZE2 kartından master olarak kullanılan FIC1 kartına gönderilmektedir. Bu kartlarda işlenen analog ve digital bilgiler, RTU’nun merkezi işlemci birimi olan ZVE 386 kartında işlendikten sonra slave olarak kullanılan FIC1 kartına gelir. Buradan veriler; RTU haberleşmesinin yani veri akış diyagramlarının bilgisayar ile izlenebildiği PSEAM kartına gelmektedir. PSE-AM kartındaki veriler RS 232 port çıkışı ile RTU’nun Hy-Tech cihazına gelir. Hy-Tech de bu elektrik sinyalleri optik sinyallere dönüştürülür. Optik sinyallere dönüştürülen bu veriler page-cort ve fiber-optik kablo vasıtası ile SCADA merkezine gönderilmektedir [16].

73

SCADA merkezine giden veriler burada tekrar Hy-Tech cihazında optik sinyaller olarak ulaşır. Hy-Tech de bu optik sinyaller tekrar elektrik sinyallerine dönüştürülür. Bu veriler daha sonra SCADA merkezindeki PKS’lere gönderilmektedir. PKS’ler sahadan gelen bütün verilerin depolanabildiği yerdir. PKS’ler redundant olarak çalışmaktadır. Yani herhangi bir PKS de bir problem olması durumunda veriler diğer PKS üzerinden alınmaktadır. Master ve Slave olarak çalışmaktadırlar. PKS’ler disket sürücülüdür. İstenildiği takdirde veriler disketlere kaydedilebilir. PKS’ye gelmiş olan saha verileri daha sonra Serverlara buradan da Workstation’lara gönderilmektedir. Workstationlara gelen veriler monitör ekranından görülmektedir [16]. 3.3. Bir Örnek Olarak Ankara Su ve Kanalizasyon İdaresi Su Dağıtım Şebekesi SCADA’ sının İncelenmesi ASKİ SCADA sisteminin incelenebilmesi için özellikle ASKİ Su Dağıtım Şebekesini incelenmesi gerekmektedir. ASKİ su dağıtım şebekesi yapı olarak açık uçlu dağıtım şebekeleri sınıfına girer. Ancak iki tip dağıtım sistemi iç içe bulunmaktadır. Aşağıda grafikler ve resimlerle de ayrıntılı olarak anlatılacak olan sistemin SCADA Sistemi alt yapısı bu sistem üzerine kurulmuş bir yapıdır [17]. ASKİ Temiz Su Dağıtım Şebekesi Su dağıtım şebekesi açık uçlu dağıtım şebekeleri sınıfına girer ve bu yapıda hat uçlarında depolar bulunur. Ayrıca kademeli yükselme yapılacak yerlerde hat ucu depolarından aşağı bir noktadan alınan bağlantı ile bir sonraki kademeye su ulaştırılmaktadır. Bu kademeli yapının son basamağı beşinci basamağı oluşturur ve bu noktalarda hat ucu depoları olmadan doğrudan şebekeye su verilir. Bu yapısı ile de kapalı uçlu sistem özellikleri taşımaktadır. ASKİ temiz su dağıtım sitemi her iki sistemi de iç içe bulundurmakta ve bu sayede en çok faydayı yakalamaktadır [17].

74

Şekil 3.6. Hat ucu depolu dağıtım sistemi Sistemi tam olarak incelediğimizde gördüğümüz sistemin tek bir kontrol yapısı ile değil tamamen esnek bir yapıya sahip olması gereğini doğurur. Bu sayede sisteme dışarıdan entegrasyon kolay olur. Pompa İstasyonları Aski’nin şu anda aktif olarak çalışmakta olan ve SCADA sistemine dahil olan 36 Adet Pompa istasyonu vardır.Bu istasyonlar merkezden kumanda edilebilmekte olup çeşitli ölçümlerin alındığı noktaları içerirler.Bu ölçümler şunlardır: •

Klor Değerleri

•

Basınç Değerleri

•

Debi Değerleri

•

Gerilim(V),Akım(I),Güç(P) ve Cosφ Değerleri

•

Güvenlik Alarmları

•

Su Baskını Alarmları

•

Vana Pozisyonları

75

Bir pompalama istasyonu su pompalamakta olduğu depodan ve merkezden gelen değerlere göre hareket etmektedir. Duruma göre aktif olmakta veya durmaktadır. Bunun yanında iki pompa istasyonu da birbirlerinin durumuna göre hareket edebilirler.Bu durumda yine pompaların birbirleri arasında olan haberleşme sistemi ve bazı bilgisayar ara yüzleri ile gerçekleşmektedir. Şekil 3.7. de bir pompa istasyonu görülmektedir. Pompalama istasyonuna ait bu ara yüzden, bu pompalama istasyonundan önce ve sonra gelen istasyonlara da ulaşılabilmektedir. Ayrıca istasyona ait adres bilgileri de bu sayfada yer almaktadır. Sistem operatörleri ara yüz sayesinde

uzaktan elle

müdahale yapabilmektedir. Depo İstasyonları Aski’nin şu anda aktif olarak çalışmakta olan ve SCADA sistemine dahil olan 75 Adet Depo istasyonu vardır. Bu istasyonlar merkezden kumanda edilebilmekte olup çeşitli ölçümlerin alındığı noktaları içerirler.Bu ölçümler şunlardır: •

Basınç Değerleri

•

Güvenlik Alărmları

•

Su Baskını Alărmları

•

Vana Pozisyonları

•

Suyun Yükseklik Seviyeleri

Bu depolama istasyonları da yine pompalama istasyonlarında olduğu gibi merkezden kontrol edilebilmektedir.Merkezden veya pompadan gelen verilerin durumuna göre depolama istasyonu aktif hale gelebilir veya durabilir.Yine aynı bölgeye su vermekte olan iki depolama istasyonu birbirlerine göre durum değiştirebilirler. Şekil 3.8. de bir su deposu gösterilmiştir.

76

Şekil 3.7. Pompa istasyonu Depolama istasyonuna ait bu ara yüzden, bu depolama istasyonundan önce ve sonra gelen istasyonlara da ulaşılabilmektedir. Ayrıca istasyona ait adres bilgileri de bu sayfada yer almaktadır. Sistem operatörleri ara yüz sayesinde uzaktan elle müdahale yapabilmektedir. Ölçüm İstasyonları Aski’nin şu anda aktif olarak çalışmakta olan ve SCADA sistemine dahil olan 17 Adet

Ölçüm

istasyonu

vardır.Bu

istasyonlardan

gelen

veriler

merkezden

77

izlenebilmekte olup çeşitli ölçümlerin alındığı noktaları içerirler. Bu ölçümler şunlardır:

Şekil 3.8. Depo istasyonu •

Klor Değerleri

•

Debi Değerleri

•

Basınç Değerleri

•

Güvenlik Alarmı

•

Su Baskını Alarmı

•

Elektriksel Değerler

78

Ölçüm istasyonları yalnızca bulundukları hat üzerindeki verileri alarak merkeze göndermekle görevlidirler. Buradan gelen verilere göre klorlama işlemleri gibi işlemler yapılmaktadır. Şekil 3.9. da ASKİ SCADA siteminde bir Ölçüm İstayonunun yazılımda gösterimi vardır.

Şekil 3.9. Ölçüm istasyonu Ölçüm istasyonuna ait bu ara yüzden, bu ölçüm istasyonundan önce ve sonra gelen istasyonlara da ulaşılabilmektedir. Ayrıca istasyona ait adres bilgileri de bu sayfada yer almaktadır. Sistem operatörleri ara yüz sayesinde uzaktan elle müdahale yapabilmektedir. Ancak elle müdahale ile neticede ölçüm istasyonlarında kontrol edilecek birim olmadığı için ancak izleme yapılabilmektedir.

79

Haberleşme Sistemi Aski SCADA sisteminde istasyonlar ile merkez arasındaki ve istasyonların birbirleri arasındaki bağlantı telsiz haberleşmesiyle gerçekleşmektedir. Bu telsizler Ankara’nın çeşitli yerlerindeki Röle istasyonları sayesinde haberleşmeyi sağlamaktadır. Telsizler konvansiyonel telsizdir. Haberleşme 2 tanesi bir yönde iletim kanalı (simplex) ve 6 tanesi tekrarlayıcılı olmak üzere 8 kanal üzerinden sağlanmaktadır [17]. İstasyonlarda bulunan ve bağlı olduğu istasyondan gelen verileri alan RTU bünyesinde bulunan CPU modülü aracılığıyla telsize bildirmektedir. Telsiz aldığı bu bilgileri merkezdeki telsizlere bildirmekte ve merkezdeki telsizlerde MDLC adı verilen anakapı (gateway) aracılığıyla konvansiyonel bilgiyi TCP/IP protokolüne çevirerek dağıtıcılara (server) bildirmektedir. Server’da bulunan yazılıma ait ara yüzler

sayesinde,

gelen

değerlendirilmektedir [17].

bilgiler

bilgisayar

operatörlerine

ulaşmakta

ve

80

4. ENERJİ SEKTÖRÜ İÇİN SCADA SİSTEM UYGULAMASI Bu kısımda örnek olarak hem halen Türkiye’nin en önemli projelerinden olan Mavi Akım Doğalgaz projesinde kullanılan hem de örnek olarak anlatılmak üzere basitçe dizayn edilmiş SCADA modelleri üzerinde durulacaktır. Vurgulanmak istenen hem SCADA’nın en kritik projelerdeki önemi hem de sonrasındaki uygulamalarla SCADA’nın desteklenmesidir. Ayrıca sistemin riskine göre SCADA tasarımları en üst düzey güvenlik kurallarını kapsamak zorundadır. Hem donanımlarda hem de yazılımlarda güvenlik ön planda tutulmalıdır. Ayrıca haberleşme protokolleri de dikkate alındığında RF, Fiberoptik, GSM, GPRS gibi haberleşme tipleri seçilmelidir. Yine yazılımlar internet veya İntranet ortamında kullanılacaksa USB Token’lar ile güvenlik sağlanmalıdır.

4.1. Durusu SCADA Projesi (Mavi Akım Giriş Projesi) Mavi Akım Doğalgaz Boru Hattı, Türkiye ile Rusya arasında 15 Aralık 1997 yılında yapılan hükümetler arası anlaşmayla başlatılmıştır. Kendi alanında bir çok 'ilk'e imza atan Mavi Akım Projesi, kendi alanında dünyadaki en önemli çalışmalardan biri olarak kabul edilmektedir. Mavi Akım Projesi ile Rusya'nın Türkiye'ye sağlamayı taahhüt ettiği gaz, Rusya'nın zengin doğalgaz rezervlerinin bulunduğu Zapolyarnoye, Beregovoye sahalarından, Birleşik Gaz Dağıtım Şebekesi ile İzobilnoye bölgesine akıtılıyor. Daha sonra Karadeniz'in yatağından Samsun'a ulaşan gaz, oradan da Ankara'ya sevkediliyor. Toplam uzunluğu 1265 kilometreyi bulan ve üç ana bölümden oluşan hattın Rusya kara bölümü İzobilnoye ve Djubga arasındaki 372 kilometreden oluşuyor. Karadeniz geçişi, Djubga ve Samsun arasında Karadeniz'in altından geçen 24 inç çapında 2 paralel hattan oluşan 392 kilometre uzunluğundaki boru hattının Türkiye bölümü ise Samsun-Ankara arasında 501 kilometre uzunluğundaki hattı kapsıyor. Hattın deniz geçişinin döşenmesinde derin bölgeler için 7.000 ton kapasiteli vinçle, bilgisayar kontrollü dinamik denge sistemine sahip 2 bin 500 metre derinliğe kadar

81

boru döşeyebilen Saipem-7000 gemisi kullanıldı. Sığ bölgeler için de Castoro-8 gemisinden yararlanıldı.1265 km uzunluğundaki boru hattının Karadeniz bölümü, dünyada 2150 metre derinliğe döşenen ilk boru hattı özelliğini taşıyor. 392 kilometrelik Karadeniz geçişi ve Rusya Federasyonu toprakları içindeki 372 kilometrelik kısmı, İtalyan Eni grubu ve Gasprom arasında kurulan inşaat ve işletme ortaklığı tarafından gerçekleştirildi. Hattın Türkiye kara bölümünü ise ÖztaşHazinedaroğlu-Stroytransgas konsorsiyumu üstlendi. Türkiye'nin 25 yıl süre ile Rusya'dan kademeli artışla yıllık 16 milyar metreküpe kadar doğalgaz alımını kapsayan proje, yaklaşık 3.5 milyar dolara mal oldu. İnşaatın tamamlanmasının ardından boru hattı Aralık 2002'de düzenlenen tören ve teslim protokolü ile faaliyete geçirilirken, ilk gaz Şubat 2003'de Türkiye'ye ulaştı. İlk fatura ise 2003 Mart ayında geldi.Mavi Akım Projesi'nden Samsun ve çevre iller başta olmak üzere uzun vadede 52 ilin yararlanması planlanıyor. “Mavi Akım” doğalgaz boru hattı projesi 17 Kasım 2005 günü Samsun Durusu köyünde düzenlenen bir törenle açıldı ve resmen faaliyete geçti. Enerji sektöründeki en büyük projelerden olan Mavi Akım projesinin ehemmiyeti dikkate alındığında SCADA sisteminin önemi ortaya çıkmaktadır. Doğalgaz gibi kritik bir ürün varsa SCADA’yı gerçekleştirmek bir o kadar zor ve risklidir. Ancak Türk mühendisleri tarafından bu başarılı SCADA projesi gerçekleştirilmiştir. Aşağıda Durusu SCADA projesinde yer alan SCADA ekranlarından hareket ederek proje üzerinde durulmuş ve detaylı sunum yapılmıştır. 4.1.1. Sistem genel parametreleri Sisteme Girmek (Login): kullanıcı girişi için kullanılmaktadır. Aşağıdaki düğmeye basıldığı zaman açılan pencereden “Login” yazısına tıklayıp kullanıcı İsmi (Name) ve Şifre (Password) yazılıp “OK” düğmesine basıldıktan sonra sisteme girilmektedir.

82

Şekil 4.1. Login menüsü Yeni Kullanıcı (New User): Eklemek için aşağıdaki işlemler sırasıyla yapılmadır.

Şekil 4.2. Login ekranı Not: Yeni Kullanıcı (New User) eklemek yada Şifre İşlemleri için Yönetici Seviyesi (Admin Level) ile giriş yapmak gerekmektedir.

Şekil 4.3. Yeni kullanıcı ekleme menüsü “New User” yazısına tıklandığı zaman aşağıdaki pencere açılmaktadır.

83

Şekil 4.4. Yeni kullanıcı oluşturma ekranı 1.Kullanıcı adının girilmesi (UserName –Full Name) 2.Kullanıcı seviyesinin seçilmesi (Type)(Operatör yada Yönetici) 3.Şifrenin girilmesi (Enter Password-Retype Password) (“OK” düğmesine basılarak yeni kullanıcı sisteme eklenmektedir.)

Şifre İşlemleri (Edit Password): Şifre değişiklikleri için aşağıdaki işlemler sırasıyla yapılmalıdır.

Şekil 4.5. Şifre değiştirme menüsü “Edit Password” yazısına tıklandığı zaman aşağıdaki pencere açılmaktadır. 1. Kullanıcı Adının Prev/Next düğmeleri kullanılarak seçilmesi 2. Eski Şifrenin yazılması (Enter Old Password) 3. Yeni Şifrenin yazılması (Enter New Password-Retype New Password)

84

Şekil 4.6 Şifre değiştirme ekranı Kullanıcı Silme (Delete): formda bulunan “Delete” düğmesine basılarak sistemde tanımlanmış kullanıcıları silmek için kullanılmaktadır. Sistemden Çıkmak (Logout): kullanıcının sistemden çıkması için kullanılmaktadır. Gösterge üzerine basıldığı zaman o noktaya ait limit değerlerini göstermek ve değiştirmek için kullanılan aşağıdaki form açılmaktadır.

Şekil 4.8. Alarm limit penceresi 4.1.2. Sistem işleyişi ve kullanımı DURUSU basınç düşürme istasyonunda istasyon girişinden itibaren önce gazın temizlendiği filtreler birimi vardır. Burada gaz temizlenir ve filtre edilir. Daha sonra

85

ısıtıcılarda gazın ısısına göre ısıtma işlemi yapılır ve sıcaklık kontrol sisteminden geçirildikten sonra basınç düşürme işlemi gerçekleştirilir. Basınç düşürme işleminin ardından gazla ilgili ölçümler alınır ve bu ölçümlerden sonra gaz istasyon çıkışından doğalgaz hattına basılır. Aşağıda bu işlemlerin gerçekleştiği tüm birimler ele alınacak ve yapılan işlemlerden bahsedilecektir.

Ana Sayfa (Main Page): Sistem ilk açıldığı zaman Ana Sayfa (Main Page) ekrana gelmektedir.Bu sayfada sistemde bulunan sayfaları göstermektedir.Her düğme üzerinde ismi yazılı olan sayfayı açmaktadır.

Şekil 4.9. Ana ekran İstasyon Giriş Sayfası (Station Inlet Page): Gazın Rusya’dan Türkiye’ye geldiği ilk giriş bu istasyonun girişidir. Burada giriş ve çıkış vanaları ve bunların kontrolleri, basınç ölçümleri ve sıcaklık ölçümleri yapılmaktadır.

86

Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları, göstergeleri ve alarmları göstermektedir.

Şekil 4.10. İstasyon giriş ekranı •

XV-001 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-002 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-003 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-004 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-009 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-010 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-011 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-012 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-013 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

(PI-001) Giriş basınç göstergesi;

87

•

(PI-002) Giriş basınç göstergesi;

•

(PI-004) XV-001 vanasından sonraki basınç göstergesi;

•

(PI-003) XV-002 vanasından sonraki basınç göstergesi;

•

(TI-002) XV-001 vanasından sonraki sıcaklık göstergesi;

•

(TI-001) XV-002 vanasından sonraki sıcaklık göstergesi;

•

Water Dew Point 1 göstergesi;

•

Water Dew Point 2 göstergesi;

•

1. İstasyon Girişi ve 2. İstasyon Girişine ait “Pig Receive” sinyali;

•

Pig Trap ve 2. Pig Trap a ait “Pig Trap Available” sinyali;

•

Pig Trap ve 2. Pig Trap a ait “Pig Trap Pressurized” sinyali;

(Not: Pig’lere ait sinyaller aktif olduğu zaman uyarılar kırmızı renkte yazılı olarak piglerin

üzerinde

ekrana

gelmektedir.

Alarm

durumu

yoksa

ekranda

gözükmemektedir.) Atık Yakalayıcı Sayfası (Slug Catcher Page): Atık yakalayıcı (slug catcher) gazın sağlıklı olarak gelmesinde büyük önem arz etmektedir. Atık yakalayıcı, doğalgaz hattını hem temizleyen hem de hattaki sızıntı ve diğer aksaklıkları tespit eden ve yaklaşık olarak hat çapına yakın çapta olan bir cihazın getirdiği atıkları yakalar. Bu cihaz Rusya’dan hattın başından hatta salınır ve hat boyunca atıkları temizleyerek ve hattaki varsa sızıntıları bularak Türkiye’ye kadar gelir. En son Durusu istasyonunda atıklarla beraber çıkış sağlanır ve atıklar yakılarak imha edilir. Sızıntı olan yerlere müdahale edilir. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları ve göstergeleri göstermektedir. •

XV-014 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-015 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-016 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

Water and Hydrocarbon Dew Point sıcaklık göstergeleri;

•

(PI-003) basınç ve (TI-003) sıcaklık göstergeleri;

88

•

İstasyon cıkış basınç (PI-080) ve çıkış sıcaklık (TI-090)göstergeleri;

•

Slug Catcher seviye göstergesi;

Şekil 4.11. Atık yakalayıcı ekranı Filtre Sayfası (Filters Page): Filtreler girişten sonra gazın temizlendiği ünitelerdir. Gaz temizlendikten sonra pis gaz Drain Tank denilen üniteye atılır ve burada yakılarak yok edilir. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları, filtreleri, göstergeleri ve alarmları göstermektedir. Filtre sembolü 2 kısımdan oluşmaktadır: Yüksek Diferansiyel Basınç (High DP) alarmı aktif olduğu zaman filtre üzerinde flaş eden kırmızı renkte diktörtgen şekil ortaya çıkmaktadır. Bu durumda kırmızı renk diğer renklere göre daha dikkat çekici olduğu için kullanılmıştır. Böylece alarm durumunda operatörlerin kolayca alarmı fark etmeleri sağlanmıştır.

89

Şekil 4.12. Yüksek diferansiyel alarmı Yüksek Seviye (High Level) alarmı aktif olduğu zaman filter üzerinde bulunan gri sembol kırmızı renge dönüşmektedir

. Şekil 4.13. Yüksek diferansiyel alarmı Tanka ait Yüksek Seviye (High Level) ve Düşük Seviye (Low Level) alarmları aktif olduğu zaman yazılı uyarı aşağıdaki şekildeki gibi ekrana gelmektedir.

Şekil 4.14 Tank seviye alarmları Yine tank seviyesi alarmında kırmızı renk ile yüksek seviye alarm ve sarı renk ile düşük seviye alarmlar ekranda gösterilmiştir.

90

Şekil 4.15. Gaz filtreleri •

XV-017 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-018 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-019 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-020 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-021 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-022 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-023 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-024 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-025 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-026 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

(PI-013) giriş basınç göstergesi;

•

(TI-003) giriş sıcaklık göstergesi;

•

PDAH-017 Filtre 42- MS-001 Yüksek Diferansiyel Basınç sinyali ;

91

•

PDAH-018 Filtre 42- MS-002 Yüksek Diferansiyel Basınç sinyali ;

•

PDAH-019 Filtre 42- MS-003 Yüksek Diferansiyel Basınç sinyali ;

•

PDAH-020 Filtre 42- MS-004 Yüksek Diferansiyel Basınç sinyali ;

•

PDAH-021 Filtre 42- MS-005 Yüksek Diferansiyel Basınç sinyali ;

•

LAH-001 Filter 42-MS-001 Yüksek Seviye sinyali ;

•

LAH-002 Filter 42-MS-002 Yüksek Seviye sinyali ;

•

LAH-003 Filter 42-MS-003 Yüksek Seviye sinyali ;

•

LAH-004 Filter 42-MS-004 Yüksek Seviye sinyali ;

•

LAH-005 Filter 42-MS-005 Yüksek Seviye sinyali ;

•

LAH-007 Tank Yüksek Seviye sinyali;

•

LAL-007 Tank Düşük Seviye sinyali;

Isıtıcı Sayfası (Heaters Page): Isıtıcılar gazın ısıtıldığı bölümlerdir. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları, göstergeleri ve ısıtıcıları göstermektedir.

•

XV-027 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-028 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-029 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-030 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-031 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-032 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-033 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-034 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-035 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-036 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-037 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-038 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-039 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-040 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

92

Şekil 4.16. Isıtıcılar •

XV-041 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-042 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

1.Isıtıcı,2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “Standby” sinyali;

•

1.Isıtıcı, 2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “Not Available” uyarı sinyali;

•

1.Isıtıcı, 2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “Burner to Block” sinyali;

•

1.Isıtıcı, 2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “General Alarm” sinyali;

•

1.Isıtıcı, 2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “External Allowance On / Off ” düğmeleri;

•

1.Isıtıcı, 2.Isıtıcı,...,8.Isıtıcı “Contact Pilot On / Off ” düğmeleri;

•

(TI-052) sıcaklık göstergesi;

•

(TI-053) sıcaklık göstergesi;

93

Isıtıcı Sıralama (Heater Sequence): Otomatik modda ısıstıcı sıralamasını seçmek için kullanılmaktadır.

Şekil 4.17. Isıtıcı sıralama ekranı “Sequence Ok” sıralama,”Limit Ok” açma - kapama limit ve zamanlama bilgilerini PLC’ye göndermek için kullanılmaktadır. Sıcaklık Kontrol Sistem Sayfası (Temperature Control System Page): Sıcaklık kontrol sisteminde iki giriş söz konusudur, birisi sıcak gazın girdiği yani ısıtılmış gazın girdiği kısım diğeri ise soğuk gazın girdiği kısımdır. Sıcaklık kontrol sisteminde oransal vanalar vardır. Bu oransal vanalar ile gaz istenen sıcaklıkta sisteme iletilmektedir. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları ve göstergeleri göstermektedir.

•

XV-043 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-044 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

94

•

XV-045 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

•

XV-046 vana ve Açma / Kapama düğmeleri ;

Şekil 4.18. Sıcaklık kontrol sistemi •

(TI-052) Sıcak Hat Sıcaklık göstergesi ;

•

(TI-053) Soğuk Hat Sıcaklık göstergesi;

•

TVC001 Sıcaklık Kontrol vana göstergesi;

•

TVC002 Sıcaklık Kontrol vana göstergesi ;

•

(PI-037) Çıkış basıncı göstergesi ;

•

(TI-054) Çıkış sıcaklık göstergesi;

•

(TI-059) Basınç düşürme sıcaklık göstergesi;

95

Basınç Düşürme Sistem Sayfası (Pressure Reducing System Page): Isıtılma ve sıcaklık kontrol işlemlerinden sonra artık gazın basıncının düşürülmesi işlemi sırayı alır. Gaz, kullanılması için düşük basınçta olmalıdır ve hattan direkt olarak gelen hattın kullanılması demek yüksek derecede risk almak demektir. Bundan dolayı hem ülke girişinde hem şehir girişlerinde hem istasyonlarda ve hem de evlerin girişlerinde dahi gazın basıncı ayarlanır. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları, göstergeleri ve alarmları göstermektedir.

Şekil 4.19. Basınç düşürme ekranı •

XV-050 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-051 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-052 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-053 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-054 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-055 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

96

•

QSV-001A vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

QSV-002A vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

QSV-003A vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

(PI-037) Giriş basınç göstergesi;

•

(TI-054)Giriş sıcaklık göstergesi;

•

(PI-061) Çıkış basınç göstergesi;

•

(TI-059) Çıkış sıcaklık göstergesi;

•

(PI-041,PI-042,PI043) 1.Basınç Düşürme Hattı basınç göstergeleri;

•

(PI-048,PI-049,PI050) 2.Basınç Düşürme Hattı basınç göstergeleri;

•

(PI-055,PI-056,PI057) 3.Basınç Düşürme Hattı basınç göstergeleri ;

•

PI-041,PI-042,PI043 basınçlarına ait Trip bilgileri göstergeleri;

•

PI-048,PI-049,PI050 basınçlarına ait Trip bilgileri göstergeleri;

•

PI-055,PI-056,PI057 basınçlarına ait Trip bilgileri göstergeleri;

•

(PVC-001) 1.Hat Basınç Kontrol vanası ;

•

(PVC-002) 2.Hat Basınç Kontrol vanası;

•

(PVC-003) 3.Hat Basınç Kontrol vanası;

•

PSH-059 Yüksek Çıkış Basınç sinyali;

•

PSLL-060 Düşük Çıkış Basınç sinyali;

Ölçüm Hatları Sayfası (Metering Lines Page): Ölçüm hattına ait vanaları ve her hattın Akış Bilgisayalarından (Flow Computer) alınan verileri göstermektedir. Orifice: Her Ölçüm Hattına ait Basınç, Sıcaklık ve Diferansiyel Basınç değerlerinin herhangi birinde “Sapma” varsa sembol kırmızı olmaktadır.

Ölçüm PLC den alınan veriler : •

XV-056 1.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-057 2.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-058 3.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

97

•

XV-059 4.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-060 5.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-061 6.Ölçüm Hattı Giriş vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

Şekil 4.20. Ölçüm işlemleri ekranı •

XV-062 1.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-063 2.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-064 3.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-065 4.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-066 5.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-067 6.Ölçüm Hattı Ara vana;

•

XV-068 1.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-069 2.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

98

•

XV-070 3.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-071 4.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-072 5.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-073 6.Ölçüm Hattı Çıkış vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

Her hata ait “Orifice” uyarı sinyali ;

•

Her hata ait “NotAvailable” uyarı sinyali;

Akış Bilgisayarlarından alınan veriler: •

1.Ölçüm Hattı (DP-01)Diferansiyel Basınç, (PI-01)Basınç, (TI-01) Sıcaklık ve

Akış (FI-01) göstergeleri; •

2.Ölçüm Hattı (DP-02)Diferansiyel Basınç, (PI-02)Basınç, (TI-02) Sıcaklık ve

Akış (FI-02) göstergeleri; •

3.Ölçüm Hattı (DP-03)Diferansiyel Basınç, (PI-03)Basınç, (TI-03) Sıcaklık ve

Akış (FI-03) göstergeleri; •

4.Ölçüm Hattı (DP-04)Diferansiyel Basınç, (PI-04)Basınç, (TI-04) Sıcaklık ve

Akış (FI-04) göstergeleri; •

5.Ölçüm Hattı (DP-05)Diferansiyel Basınç, (PI-05)Basınç, (TI-05) Sıcaklık ve

Akış (FI-05) göstergeleri; •

6.Ölçüm Hattı (DP-06)Diferansiyel Basınç, (PI-06)Basınç, (TI-06) Sıcaklık ve

Akış (FI-06) göstergeleri; •

Toplam Akış (FI-07(Nm³/h) & FI-07(Sm³/h)),Toplam Enerji (JI-07(kCal/h)), ve

Toplam Kütle (WI-07(Kg/h)) göstergeleri; Ölçüm hatlarının Otomatik modda çalıştırılması için gerekli verilerin girildiği penceler bulunmaktadır. Bu pencerelerden aşağıda sırasıyla bahsedilmiştir. Bunlar otomatik modda sistemin çalışması için gerekli ayarları içerdiği için çok önemli verilerdir. Metering Sequence: Bu butona basınca aşağıdaki form açılmaktadır. Ölçüm hattının otomatik modda hat çalışma sırasını belirlemek için kullanılmaktadır.

99

Şekil 4.21. Ölçüm sıralama ekranı SequenceLimits: Otomatik modda çalışan hat sayısını artırmak yada azaltmak için Açma (Open) ve Kapama (Close) limitlerinin girildiği formu ekrana getirmektedir

Şekil 4.22. Sıralama limitleri ekranı İstasyon Çıkış Sayfası (Station Outlet Page): Tüm işlemlerden sonra gaz artık çıkış bölümünden hatta verilebilir duruma gelmiştir. Aşağıda etiket isimleri (tag name) belirtilen vanaları ve göstergeleri göstermektedir.

100

Şekil 4.23. İstasyon çıkış ekranı •

XV-074 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-075 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

XV-076 vana ve Açma / Kapama düğmeleri;

•

(PI-080) İstasyon Çıkış Basınç göstergesi;

•

(TI-090) İstasyon Çıkış Sıcaklık göstergesi;

•

(PI-081) basınç göstergesi;

•

(PI-082) basınç göstergesi;

•

(PI-083) basınç göstergesi;

•

İstasyon Toplam Akış (FI-Tot Nm³/h) göstergesi;

Yakıt Hattı Sayfası (Skid Page): Isıtıcı yakıt hattına ait verileri göstermektedir.

101

Şekil 4.24. Yakıt hattı sayfası Ölçüm Hatları Akış Bilgisayar Sayfası (Metering Line Flow Computer Page): Her hattın kendisine ait Akış Bilgisayarlarından (Flow Computer Pay /Check) alınan verileri ve alarmları göstermektedir. Donanım Arıza (Unit Failure): bilgisi aktif olduğu zaman sembol rengi siyahtan kırmızıya dönüşmektedir. Haberleşme Yok (Driver Timeout): donanımsal bi sorundan dolayı (kablo vs.) haberleşme olmazsa sembol rengi siyahtan kırmızıya dönüşmektedir. Çok Düşük Akış (Low Low Flow): akış değeri alarm limitin altında ise sembol rengi siyahtan sarıya dönüşmektedir.

102

Şekil 4.25. Akış bilgisayarı ölçümleri ekranı Düşük Akış (Low Flow): akış değeri alarm limitin altında ise sembol siyahtan turuncuya dönüşmektedir. Yüksek Akış (High Flow):akış değeri alarm limitin üzerinde ise sembol rengi siyahtan kırmızıya dönüşmektedir. Çok Yüksek Akış (High High Flow): akış değeri limitin üzerinde ise sembol rengi siyahtan kırmızıya dönüşmektedir. Sapma (Deviation): bilgisi aktif olduğu zaman sembol siyahtan kırmızıya dönüşmektedir.

103

Zaman Senkronize Düğmeleri (Sync.Pay Date&Time- Sync.Check Date&Time): Bilgisayar ile hatta ait Akış Bilgisayarı (Pay & Check) arasındaki saat senkronizasyonunu sağlamak için kullanılmaktadır.Yıllık zaman dönüşümlerinde otatmatik olarak Akış Bilgisayar saatleri ayarlanmaktadır. Gaz Kromatograf Sayfası (Gaz Kromatograph Page): Gazın ısıl değerinin ve ağırlığının tespit edildiği ünitedir. Gaz kromatografdan seri yolla alınan gaz bileşen değerlerini ve alarmları göstermektedir. Değerler Otomatik yada Manuel olmak üzere iki şekilde seçilebilmektedir. Değer (Value): Sistemde aktif olan gaz değerlerini gösterir. GC Pay Değerleri: Gaz kromatograf pay den seri yolla alınan değerleri gösterir. GC Check Değerleri: Gaz kromatograf check den seri yolla alınan değerleri gösterir. Mutlak Sapma (Rel.Deviation): Pay-Check/Pay*100 formülü kullanılarak hesaplanan gaz bileşenleri sapma değerlerini gösterir. Düşük Limit (Low Limit): Gaz bileşenlerinin en düşük limit değerlerini gösterir. Yüksek Limit (High Limit): Gaz bileşenlerinin en yüksek limit değerlerini gösterir. Sapma Limitleri (Deviation Limits): Sapma limit değerlerini gösterir. Manuel Değerler (Manual Values): Manuel durumunda kullanılan gaz değerlerini gösterir. Manuel Mod seçildiği zaman gaz ve limit değerlerini girmek için “Set Values” düğmesi aktif hala gelmektedir. Aşağıdaki şekillerde bu işlemlerle ilgili pencereler verilmiştir.

104

Şekil 4.26. Gaz kromotograf sayfası Manual modu seçmek için asağıdaki düğme kullanılmaktadır.

Şekil 4.27. El modu “Set Values” düğmesine basıldığı zaman aşağıdaki form açılmaktadır. Sum: Girilen gaz bileşen değerlerini toplar.

105

Şekil 4.28. Otomatik mod OK: Girilen değerlerin Gaz Kromatografdaki kolonlarına yazdırılmasını sağlar. Cancel: Formun kapatılması için kullanılır.

Şekil 4.29. El ile gaz değer girişi ekranı Gaz Analizör Sayfası (Gas Anaylser Page): Sülfür Analizör, Oksijen Analizör ve Kontrol PLC den alınan değerleri ve alarmları göstermektedir.

106

Cihaz Durum Sayfası (Device Status Page): Sistemde bulunan cihazların (Akış Bilgisayarları,Gaz Kromatograf ,Sülfür Analiz ve PLC) ”Arıza” ve “Haberleşme Yok” bilgilerini göstermektedir. Alarm Sayfası (Alarm Page): sistemde tanımlı tüm alarmları yazılı olarak bu ekran göstermektedir. Tarih ve Saat (Date&Time),Alarm Etiket Adı (Name),Olay tanımı (Desc.), Değer (Value), Durum (State) olmak üzere 5 kısımdan oluşmaktadır.

Şekil 4.30. Gaz analizör sayfası

Şekil 4.31. Cihaz durumları izleme sayfası

107

Kırmızı: Aktif ve onaylanmamış alarm; Yeşil: Aktif olmayan ve onaylanmamış alarm; Mavi: Aktif ve onaylanmış alarm; Siyah: Aktif olmayan ve onaylanmış alarm olarak ifade edilmektedir.

Şekil 4.32. Cihaz durumları izleme sayfası 2 Sistem Ağ Sayfası (Network Page): Sistemin ağ yapısını göstermektedir.

108

Şekil 4.33. Network ekranı

Şekil 4.34. Trend izleme ekranı Donanım Alarm Sayfası (Hardware Alarm Page): Sistemdeki cihazların donanımsal sorunlarını yazılı olarak bu ekran göstermektedir. Alarm Adı (Alarm Name) ve Alarm Tanımı (Alarm Description) olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır.Alarm renk tanımları aşağıda tanımlandığı şekildedir.

109

Kırmızı: Aktif ve onaylanmamış alarm; Yeşil: Aktif olmayan ve onaylanmamış alarm; Mavi: Aktif ve onaylanmış alarm; Siyah: Aktif olmayan ve onaylanmış alarm olarak ifade edilmektedir. Olay Sayfası (Event Page): Sistemde alarm olarak tanımlanmamış durumları bilgi amaçlı yazılı olarak göstermektedir.Tarih ve Saat (Date&Time),Olay Etiket Adı (Name),Olay Tanımı(Desc.),Değer(Value),Durum(State) olmak üzere 5 kısımdan oluşmaktadır.Olay renk tanımları

Şekil 4.35. Donanım alarm sayfası

110

Mavi: Aktif ve onaylanmamış olay; Siyah: Aktif olmayan ve onaylanmış olay olarak ifade edilmektedir Alarm Özet Sayfası (Alarm Summary Page): sistemdeki alarmların özet bilgilerini göstermektedir.Alarm Oluşma Tarih ve Saati (On Date and Time), Alarmın Kaybolma Tarih ve Saati (Off Date and time), Alarm Tanımı (Desc.) Kırmızı: Aktif ve onaylanmamış alarm; Yeşil: Aktif olmayan ve onaylanmamış alarm; Mavi: Aktif ve onaylanmış alarm; Siyah: Aktif olmayan ve onaylanmış alarm olarak ifade edilmektedir

Şekil 4.36. Alarm özet sayfası

111

4.1.3. Algoritmalar Isıtıcı algoritması Aktif Isıtıcı Hattı, o hatta ait ısıtıcıdan ‘Burner On’ bilgisinin gelmesi ve o hatta ait giriş-çıkış vanasının açık olması hattın aktif olduğunu gösterir. PLC, ısıtıcı hatlarıyla ilgili olarak herbir hat için ‘hata’ anlamında FAIL bilgisi ve bununla ilgili bir alarm bilgisi üretecektir. Bu bilgiler Local/Otomatik modda oluşacak ve Local/Manual modda kaldırılabilecektir. FAIL: Aşağıda sıralanan koşullardan herhangi birisi gerçekleştiğinde üretilecektir; Isıtıcı giriş vanasının açık olmaması, ısıtıcı çıkış vanasının Remote (Available) olmaması, ısıtıcı hattında External Allowance aktif olduğu halde belirli bir süre içinde ‘Burner On’ bilgisinin gelmemesi (Heater Line Not OK), ısıtıcıdan ‘Burner General Alarm’ bilgisinin gelmesi. Local/Manual Modda, kullanıcı, çalışmasını istediği yalnızca 4 adet ısıtıcının External Allowance ve Contact To Pilot çıkışlarını Master Computer üzerinden aktifleştirecek, bu hatların giriş-çıkış vanalarını açacak ve ısıtıcıları sahadan devreye alacaktır. Master Computer her hat için FAIL koşulunu kontrol edecek eğer ‘Fail’ varsa kontrol edilemez anlamına gelen ‘Not Available’ uyarısı verecek ve kullanıcının o hattı seçmesine engel olacaktır. Heater Sequence penceresinde her hat için bir check box vardır. Herhangi bir hattın seçilmemesi istendiğinde o hatta ait check box işaretlenmelidir. İşaretli bir hat seçildiğinde ‘disabled’ uyarısı gelecek ve yeni girilen bilgi PLC’ye gönderilmeyecektir. Aynı pencerede, kullanıcı yalnızca 1-8 arasında sayılardan girebilecektir. Bunun dışındaki değerler PLC’ye gönderilmeyecek ve‘Out of range or invalid!’ uyarısı gelecektir. Ayrıca hat sayıları girilirken arada boşluk bırakılmayacak bu hata yapıldığı takdirde ‘Intermediate cell is null!’ uyarısı gelecektir. Heater Sequence penceresinde yukarda sıralanan koşullara uygun bir şekilde yazılmış sequence bilgisi PLC’ye gönderilecek ve bu bilgiler ısıtıcı hatları çıkış vanalarının otomatik açma kapatması ve ısıtıcıların otomatik devreye alınabilmesi için PLC tarafından değerlendirilecektir.

112

Ölçüm hatları algoritması Trip, açık olan ölçüm hatlarından gelen fark basınç bilgilerine göre kaç hattın açık olması gerektiğini gösterir. Default değeri 1’dir. Bu durumda 4 tane overlimit ve 5 tane underlimit kullanıcı tarafından Scada ekranına yazılır. 1 Hat Açık ise, açık olan hattın dP (fark basınç) değeri overlimit [2]’den büyük ise Trip = 2 olacak, açık olan hattın dP (fark basınç) değeri underlimit [2]’den küçük ise Orifice değiştir alarmı verecektir. 2 hat açık ise, A-açık olan iki hattın dP ortalama değeri overlimit [2]’den büyük ise Trip = 3, açık olan iki hattın dP ortalama değeri underlimit [2]’den küçük ise Trip = 1, 3 hat açık ise, açık olan üç hattın dP ortalama değeri overlimit[3]’ten büyük ise Trip = 4, açık olan üç hattın dP ortalama değeri underlimit[3]’ten küçük ise Trip = 2, 4 hat açık ise, açık olan dört hattın dP ortalama değeri overlimit [4]’ten büyük ise Trip = 5, açık olan dört hattın dP ortalama değeri underlimit [4]’ten küçük ise Trip = 3, 5 hat açık ise, açık olan beş hattın dP ortalama değeri underlimit [5]’ten küçük ise Trip = 4. •

Master Computer, sistem lokalden otomatiğe ilk alındığında 30 saniye, ölçüm

hatlarından yeni ‘Fail’ bilgisi geldiğinde 15 saniye ve sistem otomatik modda iken herhangi bir hat vanası açıldığında veya kapandığında 15 saniye boyunca PLC’ye yeni ‘Trip’ bilgisi göndermeyecektir. PLC, aynı koşullar oluştuğunda Master Computer’den +5 saniye daha sonra gelen trip bilgisini dikkate alacaktır. •

Ayrıca açık olan hat sayısı Trip değerinden küçükse ‘MORERUN’, Trip

değerinden büyükse ‘LESSRUN’ uyarıları hem synoptic panel üzerinden hem de Scada ekranı üzerinden görülebilecektir. Master Computer’den Sıralama Bilgisinin Gönderilmesi: Master Computer her hat için aşağıdaki koşullardan herhangi biri gerçekleştiğinde kontrol edilemez anlamına gelen ‘Not Available’ uyarısı verecek ve kullanıcının o hattı seçmesine engel olacaktır. Ayrıca aşağıdaki koşullardan herhangi birisi Local/Otomatik modda gelirse o hat için arıza anlamına gelen ‘Fail’ bilgisi üretilecek ve Master Computer Alarm

113

verecektir. ‘Fail’ bilgisi, arıza giderildikten sonra sistem Local/Manual moda alınarak kaldırılabilir. Metering Sequence penceresinde her hat için bir check box vardır. Herhangi bir hattın seçilmemesi istendiğinde o hatta ait check box işaretlenmelidir. İşaretli bir hat seçildiğinde

‘disabled’

uyarısı

gelecek

ve

yeni

girilen

bilgi

PLC’ye

gönderilmeyecektir. Aynı pencerede, kullanıcı yalnızca 1-6 arasında sayılar girebilecektir. Bunun dışındaki değerler PLC’ye gönderilmeyecek ve‘Out of range or invalid!’ uyarısı gelecektir. Ayrıca hat sayıları girilirken arada boşluk bırakılmayacak bu hata yapıldığı takdirde ‘Intermediate cell is null!’ uyarısı gelecektir. Metering Sequence penceresinde yukarda sıralanan koşullara uygun bir şekilde yazılmış sequence bilgisi PLC’ye gönderilecek ve bu bilgiler ölçüm hatları çıkış vanalarının otomatik açma kapatması için PLC tarafından değerlendirilecektir. Gaz kromatografı otomatik/manual mod çalışma algoritması Manuel Modun aktif olması için aşağıdaki koşullar gerekmektedir. Manuel Mod seçili; Gaz bileşenlerin toplamı “100” olmalı, bu değerler Master Computer tarafından Gaz Kromatograf sayfası Value kolonuna ve Flow Computer Pay/Check yazıdırılır. Otomatik Mod Gaz Kromatograf cihazlarından alınan değerlerin aktif olması durumudur.Sistem bu değerleri kullanmadan önce aşağıdaki 2 koşulu kontrol etmektedir. A.GC Pay ve GC Check “Geçerli” olması Bu durum için aşağıdaki 5 koşulun oluşması gerekmektedir. •

Master Computer ile GC Pay ve GC Check haberleşmenin olması

•

Gaz bileşenleri toplamı “99” ile “101” arasında olması

•

Gaz bileşenleri HH ve LL limit aşımında olmaması

114

•

GC Pay ile GC Check Kalibrasyon Modunda değilse

•

GC Pay ile GC Check Arıza durumunda değilse

B.Gaz Bileşenlerinde “Sapma” hatasının olmaması Otomatik Modda hangi Gaz Kromatograf cihazına ait değerlerin kullanılacağı aşağıdaki koşullara göre belirlenmektedir. •

Eğer; GC Pay “Geçerli” ve “Sapma” yoksa GC Pay gaz bileşen değerleri Value

& Last Good Analysis kolonlarına ve Flow Computerlere yazdırılır. •

Eğer; GC Check “Geçerli” ve “Sapma” yoksa GC Check gaz bileşen değerleri

Value & Last Good Analysis kolonlarına ve Flow Computerlere yazdırılır. •

Eğer; GC Pay “Geçerli” ve “Sapma” varsa GC Pay gaz bileşen değerleri Value

& Last Good Analysis kolonlarına ve Flow Computerlere yazdırılır. •

Eğer; GC Check “Geçerli” ve “Sapma” varsa GC Check gaz bileşen değerleri

Value & Last Good Analysis kolonlarına ve Flow Computerlere yazdırılır. •

Eğer; GC Pay ve Check “Geçerli” ve “Sapma” varsa Last Good Analysis

değerleri Value kolununa ve Flow Computerlere yazdırılır. •

Eğer; GC Pay ve Check “Geçerli” değilse Last Good Analysis değerleri Value

kolonuna ve Flow Computerlere yazdırılır. 4.2. S/3 SCADA Uygulama Örneklemesi Bu bölümde, önceki bölümlerde anlatılan S/3 Scada yazılımı ile ASKİ istasyonlarına benze nitelikleri olan bir istasyon sayfası geliştirilmiştir. Öncelikle S/3 SCADA yazılımında 4 adet gözü olan ve 5 adet vanası olan bir istasyon uygulaması yapılmıştır. Nesneleri dinamik hale dönüştürürken kullanılan veriler ASKİ'nin şu anda halen kullanmakta olduğu verilerdir. 4.2.1. Nesnelerin çizilmesi Daha önce bölüm 2'de bahsedilen S3 komponentlerini kullanılarak Şekil 5.1.deki gibi

115

4 adet depo ve 5 adet vana çizilir. Depolar mavi renk ile vanalar beyaz renk ile gösterilmiştir. Depo çıkışlarına birer vana ve hattın ortak çıkışına da bir vana yerleştirilmiştir. Böylece hem depolar hemde hattın ortak çıkışının kontrolü sağlanabilecektir.

Şekil 4.37. Tez için yazılım uygulaması 4.2.2. Nesnelerin dinamikleştirilmesi Bu şekilde en üstte görülen ve içinde "xx.x" yazan kutucuklarda, kutucuğun altındaki depo gözüne ait seviye bilgisini gösterilmek istenmiştir. Bunun için şu işlemler yapılır: 1- Kutucuğun üstüne tıklayıp DYN menüsünü seçerek EDIT DYN seçeneğine ulaşılır ve burada aşağıdaki gibi bir kodlama yapılır.

116

* stext lev1 " % 2.1f " Buradaki "stext" komutu ile kutuların içine yazı yazma sağlanır. Sonraki "lev1" kullanılan tag'in (etiket) ismidir ve " % 2.1f " ile virgülden önce 2 basamak ve virgülden sonra bir basamak seviye bilgisinin yazdırılması sağlanır. Dört kutucuğada aynı işlem yapılır. Diger kutucuklarda "lev1" yerine sırasıyla "lev2", "lev3" ve "lev4" kullanılır. Geri kalan kod kısımları aynıdır. 2- Depo şekillerine tıklayıp yine DYN menüsünden EDIT DYN seçeneğine ulaşılır ve aşağıdaki gibi bir kodlama yapılır. lev1 = 0 : 10 fpercent 0 : 100