Vízbiztonság
Lars Franke – Hans Turck GmbH & Co.KG
Az RWW (Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft – Rajna-vesztfáliai Vízmű) Mülheimben több mint 100 kútfedelet biztosít illetéktelen nyitás és eltulajdonítás ellen a Turck Uprox-szenzorai és DX80 vezeték nélküli, kommunikációs rendszere segítségével.
A vízszolgáltatás biztonságának garantálása keretében az RWW-nek arról is gondoskodnia kell, hogy a nagy számú tárolótartály és kút fedelét illetéktelen személyek ne nyithassák fel, és ne is tulajdoníthassák el. A leghatékonyabb megoldás keresése közben a Turck szakembereinek sikerült meggyőző megoldást találniuk és bemutatniuk az RWW biztonsági specialistái számára. A választott megoldás egy előre szerelt, IP67-es védettségű rendszert tartalmazott nyitásszenzorral és vezeték nélküli kommunikációval. Ma ez a rendszer már több mint 50 kútfedél állapotát felügyeli, és a közeljövőben további 90-et szerelnek fel ugyanilyen módon.
A vízműveket úgy jellemezhetnénk, hogy az a Monopoly-játékos, aki ilyen céllal vásárolja meg a területet nagy profit reményében, csalódnia kell: a profit nemhogy szállodavásárláshoz, de a szállodában eltöltött éjszakához is kevés. Egyre gyakrabban kerül sor arra, hogy „nyersanyaggyűjtők” szereznek valós, de illegális hasznot a rézcsövek, tápkábelek, bronzalkatrészek vagy vasúti sínek eltulajdonításából[1].
A mülheimi RWW szakemberei azzal a feladattal szembesültek, hogyan lehet a kútfedelek réz- és bronzalkatrészeit gyakorlatilag ellophatatlanná tenni. Az RWW szolgáltatási területe Észak-Rajna-Vesztfália tartomány jelentős hányadát fedi le; körülbelül 825 ezer ember és számos üzleti vállalkozás ivóvízellátásáról gondoskodik. Ez például 2010-ben 84,5 millió m3-nyi víz szolgáltatását jelentette. Mülheimi és esseni vízműterületükön a Ruhr folyó feldolgozott vizét tárolják föld alatti tározókban. Szükség esetén a vizet a fogyasztási helyekhez közelebbi kutakba szivattyúzzák át, ahonnan a szolgáltatóhálózatba táplálják. A nyersanyaglopások országszerte növekvő tendenciáját tapasztalva az RWW szakembereiben felmerült a kérdés, hogyan tudnák a legjobban megvédeni a kútfedeleket a lopástól. A tolvajok által a fém eltulajdonításával okozott anyagi kár önmagában is komoly pénzügyi veszteségek forrása, de az a kár, ami a fedetlenül maradt kutak miatt keletkezik, még nagyobb. A közvetlen balesetveszélyen kívül jelentősen megnő a víz szennyeződésének vagy mérgezésének veszélye is.
Az RWW kútjai a Ruhr folyó mentén
A felismert veszély – elkerült veszély
Egészen a legutóbbi időkig a kutakat védő, szögesdróttal ellátott kerítések elegendő biztonságot jelentettek, de mára elkerülhetetlenné vált a kútfedelek állandó felügyelete. 2010-ben a mülheimi szolgáltató úgy döntött, hogy állandó felügyeletet valósít meg a kutak fedelének megfelelő lezárásának ellenőrzésére. Mivel több száz kútfedélről van szó, és a vezetékfektetéssel járó földmunka igen költséges, a vezetékes ellenőrzőrendszer lehetőségét elvetették. Az egyetlen alternatíva a vezeték nélküli megoldás maradt, teleptáplálással. Bár a lopásgátló és riasztórendszerek létesítése nem áll pontosan egy automatizálási specialista szakmai tevékenységének középpontjában, a Turck cég képes volt eleget tenni az RWW követelményeinek, és egy vezeték nélküli biztonsági rendszert ajánlhatott a kútfedelek állapotának felügyeletére. „A biztonsági rendszernek megbízhatóan, vezeték nélkül kell ellenőriznie a kútfedél pozícióját és jeleznie kell a nyitást a vezérlőközpontnak” – mondja Frank Siepmann, az RWW elektronikai rendszereinek karbantartásáért felelős vezető –, „a további részleteket az ajánlattételre felkért cégeknek önállóan kellett kidolgozniuk. Mivel korábban már jó tapasztalatokat szereztünk a Turck cégről a szenzorok és interfésztechnológiák területén, őket is meghívtuk ajánlattételre.” A 2010 nyarán lezajlott kiválasztási folyamat végeztével a menedzsment a Turck javaslatának elfogadása mellett döntött, amelyet az automatizálási specialista cég az RWW felelős szakembereinek bevonásával dolgozott ki. „A testreszabott megoldás, a Turcktól kapott hatékony támogatás és végül, de nem utolsósorban a telephelyünkön üzembe helyezett, alaposan kidolgozott tesztrendszer győzött meg minket” – magyarázza Siepmann döntésük okait.
Jelenleg az RWW a vízmű központi vezérlőjében több mint 50 kút állapotáról kap azonnali tájékoztatást. Ezáltal a kútfedelek észrevétlen nyitása – következésképpen a víz szennyezése is – lehetetlenné vált. A jó tapasztalatok alapján további 90 kutat szerelnek fel ugyanezzel a biztonságtechnikával más telephelyeken.
A következő nagyobb „terjeszkedés” a következő tavasszal várható, amint a rendszer igazolta megbízható működését a téli időjárás feltételei között is.
A Turck előre gyártott rendszereket szállít saválló acéldobozban, amelyet az RWW szakembere szerel fel a kútfedélre
A fedél zárását Uprox-szenzor ellenőrzi
Elvileg a Turck által kidolgozott felületi módszer olyan egyszerű, amilyen jól átgondolt. Egy induktív közelségérzékelő helyezkedik el a kútfedél külső szélén, és ez érzékeli a kútnyílás fémperemét, ha a fedél zárva van. Ha a fedelet kinyitják, a szenzor nem „látja” többé a kútnyílás peremét, és ettől a kimenőjele megváltozik. Mivel a fedél pereme különböző fémekből lehet kialakítva (például alumíniumból), a Turck az Uprox-termékcsalád „1-es faktorú” tagját használja, amely bármilyen fém esetén ugyanolyan kapcsolási távolságot garantál.
A teleptáplálású, vezeték nélküli jeladót a Turck partnercége, a Banner Engineering DX80-sorozatából választották. Ez a szenzor jelét a 2,4 GHz-es sávban továbbítja egy DX80 gateway[2] felé a szűrőhelyiségbe, ahonnan a jelet Modbus RTU[3] protokollal továbbítja a szűrőhelyiség vezérlőjébe, onnan pedig a központi vezérlőbe. Ott az összes kútfedél állapotát a HMI jeleníti meg, tehát a problémák azonnal észrevehetők. A DX80-sorozat a gateway és 48 adó (csomópont) közötti kommunikáció kezelésére alkalmas, csomópontonként két digitális vagy analóg szenzort számítva. Ezért az RWW rendszere még bővíthető is csomópontonként egy újabb szenzor hozzáadásával. Ezek a szenzorok például a kút vízszintjének mérését is lehetővé tehetik az adatok központba továbbításával.
A szűrőhelyiség tetejére telepített antenna 55 csatlakoztatott kút jeleit veszi
A DX80-rendszer IP67-védettségű egységeit a szenzorral együtt egy kapcsolódobozba szerelték
A DX80 gateway feldolgozza a rádiójeleket, és Modbus RTU útján továbbítja azokat helyi vezérlőhelyiségbe és az irányítás magasabb szintjére
Amellett, hogy a digitális kapcsolójel megmutatja a kútfedél állapotát, a DX80 olyan állapotjelet is továbbít, amellyel az adatátvitel működőképessége ellenőrizhető. Ha ez az állapotjel eltűnik, a vevő gateway figyelmeztetést küld a hierarchiában felette álló irányítástechnikai szintnek. Ezzel megkülönböztethetővé válik a kútfedél nyitása miatt keletkező jelzés és a tápkimaradás vagy más hibaforrások miatti adatátviteli hiba. A kommunikáció a csomópont és a gateway között kétirányú, a csomópontok egyidejűleg adók és vevők is lehetnek. A csomópont elektronikáját és a csatlakoztatott szenzort ugyanaz a telep látja el energiával. Az intelligens tápenergia-menedzsment gondoskodik arról, hogy egy-egy kútfedél-felügyeleti egység akár két évig is működőképes legyen telepcsere nélkül.
A vezeték nélküli „kihívás”
A vezeték nélküli adatátviteli útvonalat egyszerű ugyan kiépíteni, azonban néhány lehetséges buktatót is magában hordoz. Előfordulhat, hogy egyik vagy másik kút téves riasztójelet ad. Ezek gyanítható oka, hogy a fák, esetleg a magas fű szakítja meg átmenetileg az adó és a gateway közötti vezeték nélküli összeköttetést. A Turck ezt a problémát azzal oldotta meg, hogy az egyes csomópontokból vezeték nélküli alhálózatokat szervezett, amelyek sokkal megbízhatóbban továbbítják a jelzéseket a gateway felé. Ez jelenti a megoldást azokban az esetekben is, amikor a központi antennához való csatlakozás nehézségekbe ütközik.
A Turck az RWW-vel szoros együttműködésben dolgozik e probléma megoldásán. A Turckkal szerzett korábbi tapasztalatai alapján Siepmann derűlátóan ítéli meg, hogy ezekre a problémákra is gyors megoldást találnak. „Voltak kezdeti nehézségeink az adatátviteli út megvalósítása során, de minden problémát sikerült rövid idő alatt megoldani. Ha minden így folytatódik, és a rendszer a tél folyamán is hibátlanul működik, a többi kutat is felszereljük a Turck által kidolgozott megoldással” – mondja Frank Siepmann.
A praktikus rádióhálózati megoldás, valamint a Turck és az RWW sikeres partnerkapcsolata alapján az RWW úgy ítéli meg, hogy jól felkészült eszközeinek védelmére. És ha legközelebb valaki ismét megpróbálkozik Mülheimben egy kútfedél illetéktelen felnyitásával, a Monopoly-játék szellemében a következő utasításra számíthat: „Irány a börtön. A következő dobásból kimaradsz és vesztettél 200 dollárt”.
Turck Hungary Kft.
1117 Budapest, Infopark,
Neumann János u. 1/E
Tel.: +36 1 477 0740
Fax: +36 1 477 0741
E-mail:
www.turck.hu
[1] A probléma eszerint nem „helyi sajátosság” hazánkban. Ez nem vigasztaló, de a hasonló problémákkal küszködő hazai szolgáltatókat talán elgondolkoztatja, hogy a lopásokat megelőző biztonságtechnika költségei eltörpülhetnek a fontos és értékes alkatrészek rendszeres pótlásából adódó veszteséghez képest. – A szerk. megj.
[2] A gateway ebben az esetben a vezeték nélküli kommunikációt a vezetékes Modbus-hálózathoz csatlakoztató „átjárót” jelenti. – A ford megj.
[3] Modbus RTU: soros bináris protokoll, amely CRC-hibaellenőrzéssel továbbít parancsokat és adatokat. A Modbus-on használt leggyakoribb protokoll. – A ford megj.
