Transcript BE Wastewater P2 v1.20

BE Wastewater P2 v1.20
Systembeskrivning
2014-07-11
Svenska
Förord
Systembeskrivning BE Wastewater P2
Förord
Detta ramverk är framtaget för att konfigurera upp, styra och övervaka en
avloppspumpstation med två pumpar. Applikationen har utvecklats ihop med
våra integratörer och kunder. Konfigurationsvalen täcker standardfunktionerna i en modern avloppspumpstation.
Lösningen ingår som en del av Beijer Electronics VA-koncept och är en del av
en helhet för att förenkla styrning och övervakning av allt ifrån pumpstationer till hela VA-verk.
För slutanvändaren ger ramverket möjlighet att optimera alla ingående
funktioner, logga relevant data, kommunicera mot överordnade system och
via larmhantering säkra upp driften.
I denna manual presenteras en översikt av alla funktioner och möjligheter
som finns tillgängliga i lösningen för pumpstationen.
© Beijer Electronics Automation AB, 2014-07-11
Informationen i denna dokumentation kan ändras utan föregående meddelande och baseras på den kunskap som
är känd vid pressläggning. Tillverkaren förbehåller sig rätten att ändra information utan att uppdatera denna
publikation. Tillverkaren tar inget ansvar för eventuella fel i denna dokumentation. Alla exempel i
dokumentationen är enbart ämnade för att öka förståelsen av programvarans funktionalitet och handhavande.
Tillverkaren tar inget ansvar om dessa exempel används i verkliga applikationer. På grund av det stora antalet
användningsområden för programvaran, måste användaren själv inhämta tillräcklig kunskap för att rätt använda
denna i sin speciella applikation. Den som ansvarar för applikationen och utrustningen måste själv förvissa sig
om att varje applikation motsvarar samtliga relevanta krav, standarder och lagstiftning gällande utförande och
säkerhet. Tillverkaren frånsäger sig allt ansvar för skador som kan uppstå vid installation eller användning av
utrustning som omnämns i denna dokumentation.
2
Innehåll
Innehåll
1 ÖVERSIKT ......................................................................................................... 4
1.1 FUNKTION ...................................................................................................... 4
1.2 UPPBYGGNAD .................................................................................................. 4
1.3 APPLIKATION ................................................................................................... 5
1.3.1 Konfiguration.......................................................................................... 5
1.3.2 Drift..................................................................................................... 5
1.3.3 Överordnad kommunikation ........................................................................ 5
1.3.3.1 Ethernet TCP/IP-kommunikation ............................................................. 5
1.3.3.2 Modem-kommunikation ........................................................................ 5
2 HÅRDVARA........................................................................................................ 6
2.1 UPPBYGGNAD AV LÖSNINGEN.................................................................................... 6
2.1.1 Översikt hårdvara..................................................................................... 6
2.1.2 iX HMI Softcontrol .................................................................................... 7
2.1.2.1 Specifikation iX T7B SoftControl ............................................................. 7
2.1.2.2 Programmeringsverktyg........................................................................ 8
2.1.3 I/O-system ............................................................................................. 8
2.1.3.1 I/O................................................................................................. 8
2.1.3.2 I/O-nod ........................................................................................... 9
3 FUNKTIONER ................................................................................................... 10
3.1 BE WASTEWATER P2 ..........................................................................................10
3.1.1 Konfiguration avloppspumpstation ...............................................................11
3.1.2 Drift avloppspumpstation ..........................................................................13
3.2 LARM ..........................................................................................................14
3.2.1 Översikt larm .........................................................................................14
3
Översikt
1 Översikt
BE Wastewater P2 är ett standardiserat ramverk framtaget för att enkelt kunna
konfigurera upp, styra och övervaka två pumpar i en avloppspumpstation.
Tanken med ramverket är att minimera tiden för projektering, programmering,
installation och idrifttagning samt förenkla service och underhåll för en
avloppspumpstation.
Med denna öppna applikation är det möjligt att skräddarsy lösningen för att
anpassa den t ex för större anläggningar där extra funktioner och olika behov
kräver förändringar eller tillägg. Redan fördefinerade funktioner och funktionsblocksbibliotek hjälper programmeraren att lösa detta.
1.1 Funktion
Pumparna startas och stoppas pumparna enligt inställda nivåer i pumpsumpen.
Dessa styrs via digitala eller analoga utgångar och kan enkelt kopplas till
mjukstartare, frekvensomriktare etc.
Givare eller laster ansluts till färdigdefinierade platser på fysiska ingångar och
utgångar alternativt konfigureras fritt enligt behov. Till detta finns det ett antal
funktioner som aktiveras då givare eller laster konfigureras upp samt då funktioner
aktiveras i konfigureringsläge.
Detta minimerar programmeringsbehovet samtidigt som lösningen är öppen för att
lägga in egna funktioner.
1.2 Uppbyggnad
I ramverket finns det två applikationer till styrsystemet iX HMI Softcontrol som är
en operatörsterminal med inbyggt styrsystem. Styrsystemet hanterar allt rörande
pumpstyrning, övervakning, larmhantering, trendning etc. Under drift har
operatören ett standardiserat gränssnitt där det bl a finns funktioner för att följa
upp larm, sumpnivå, motorströmmar samt hela tiden optimera och övervaka
stationen.
Till styrsystemet kopplas en I/O-nod med ett fast antal I/O-moduler där alla givare
och laster ansluts till fysiska ingångar och utgångar. I/O-noden ansluts till styrsystemet via kommunikationsprotokollet seriell Modbus RTU.
4
Översikt
1.3 Applikation
Applikationen är uppdelad i tre huvuddelar: Konfiguration, service och status.
1.3.1 Konfiguration



Konfiguration av pumpstationen olika funktioner hanteras under
konfigurationsmenyn.
Servicemenyn visar servicetider, driftider, antal starter och möjliggör
nollställning av mätningar samt inställning av datum/tid.
I statusmenyn presenteras en översikt på aktuella mätvärden, beräkningar,
trender, bräddning, servicetider, driftider, antal starter osv. Denna meny ger
en bra översikt över aktuell status på pumpstationen och även historiken för de
senaste två dagarna.
Till applikationen i styrsystemet finns ett antal funktionsblocksbibliotek. I
biblioteken finns funktionsblock där både generella och branschspecifika
funktioner byggts in för att i så stor utsträckning som möjligt kunna återanvändas.
Dessa funktionsblock är basen i applikationerna och används i olika programdelar
som hanterar delfunktioner i styrningen.
1.3.2 Drift
Under drift presenteras i operatörsterminalen olika status på pumparna, hur
mycket ström de drar, hur lång tid de har varit i drift och när det är dags för
service. Mätningar sker kontinuerligt i stationen på nivå, pumpströmmar, drifttid,
nederbörd, temperatur etc. Larmhanteringen i operatörsterminalen visar i klartext
vilka fel som uppkommit i stationen.
1.3.3 Överordnad kommunikation
Det finns en mängd olika sätt att ansluta sig till pumpstationerna via fast kabel,
uppringda linjer, radiokommunikation, GSM, 3G osv.
1.3.3.1 Ethernet TCP/IP-kommunikation
För bästa prestanda vid datautbyte och för att på enklaste sätt kunna underhålla
program i både operatörsterminal och styrsystem rekommenderas att använda en
Ethernet TCP/IP-anslutning.
1.3.3.2 Modem-kommunikation
Via operatörsterminalens RS-232C port är det möjligt att ansluta både GSM samt
vanliga telefonmodem. Även andra lösningar med seriell kommunikation över
radio, korthållsmodem etc är möjlig. Till detta finns används protokollet Comli.
Då modemkommunikation används i lösningen finns det stöd för att ringa upp mot
överordnat system då ett larm aktiveras i pumpstationen. Från det överordnade
systemet finns det möjlighet att läsa ut önskade värden. I projektet till
operatörsterminalen är Comli-slav protokollet förinställt för att kunna användas
vid kommunikation mot ett överordnat system.
5
Hårdvara
2 Hårdvara
I detta kapitel beskrivs översiktligt vilken hårdvara som används i ramverket.
2.1 Uppbyggnad av lösningen
Hårdvaran från Beijer Electronics består av en operatörsterminal med inbyggt
styrsystem som benämns iX HMI Softcontrol. Till terminalen ansluts en I/O-nod
med olika typer av I/O-moduler via en seriell Mobus RTU-anslutning. Här visas
systemlayouten.
2.1.1 Översikt hårdvara
Hårdvaran består av operstörsterminalen och en kabel för att ansluta I/O-noden. I
applikationen väljs passande I/O-konfiguration enligt de förutsättningar som finns
för pumpstationen.




6
Operatörsterminal med inbyggt styrsystem:
- iX T7B Softcontrol – sju tums skärm
CAB112 (3 meter) - anslutningskabel mellan iX T7B SoftControl och I/O-nod
med inbyggt termineringsmotstånd.
Valbara bussnoder
- NA-9473 - ekonominod med Modbus RTU (RS-485). Max 12 I/O-moduler.
- NA-9173 - bussnod med Modbus RTU (RS-485). Max 32 I/O-moduler
Valbara I/O-moduler
- ST-3234 - 4 analoga in. 4-20 mA 14 bitar.
- ST-1218 - 8 digitala in. 12/24 V DC ingångar.
- ST-7111 - Distributionsmodul för systemspänning. 24 V DC, 1 A / 5 V DC.
- ST-2328 - 8 digitala kortslutningsskyddade transistorutgångar (24 VDC).
- ST-2748 – 8 digitala reläutgångar (250 VAC, 2A).
Hårdvara
2.1.2 iX HMI Softcontrol
iX T7B SoftControl är programmerarens och operatörens verktyg för att både
konfigurera och styra avloppspumpstationen.
Vid idrifttagning används terminalerna för att enkelt ansluta insignaler/utsignaler
till rätt funktion, val av pumpstyrning och konfiguration av olika tillval för att få
en väl fungerande avloppspumpstation och en optimal kontroll av nivån i
pumpsumpen.
Efter driftsättning används terminalen för att visa aktuell status på pumpstationen, presentera larm, ändra börvärden, handköra etc.
2.1.2.1 Specifikation iX T7B SoftControl
Skärm
CPU
CoDeSys
Storlek
RAM
Portar
Expansionsport
Certifiering
TFT-LCD. 800 x 480 pixlar (16:9), 262K färger, 350
cd/mm. LED bakgrundsbelysning
Intel® Atom
Version 3.5
204 x 143 x 50 mm (BxHxD)
1 GB (32 Kbyte persistent minne)
2 st 9-pin D-sub kontakter med RS232 + RS422 (RS485).
1 st Ethernet 1 x 10/100 Mbit/s
1 st Ethernet 1 x 10/100/1000 Mbit/s
3 st USB-port (v2.0)
1 x SD-kort
CE och UL508
7
Hårdvara
2.1.2.2 Programmeringsverktyg
Det finns två programmeringsverktyg för att programmera upp iX T7B SoftControl.
För att bygga upp bildvisningsfunktioner i HMI-delen används iX Developer version
2.10 SP1. Detta verktyget används för att programmera upp samtliga operatörsterminaler i Beijer Electronics sortiment.
Uppbyggnad av styrningen sker med hjälp av verktyget CoDeSys version 3.5 SP4.
2.1.3 I/O-system
Till HMI Softcontrol ansluts ett I/O-system för styrning och övervakning av alla
pumpfunktioner via ett seriellt Modbus-nätverk. I/O-systemet utrustas hårdvarumässigt efter behovet i pumpstationen och till detta finns det 10 olika valbara I/Okonfigurationer i applikationen. Alla signaler kan valfritt konfigureras om vid
behov via operatörsterminalen.
2.1.3.1 I/O




8
Digitala in- och utgångar för 24V DC.
Digitala utgångar kopplas via reläer för manövrering av pumpar, motorventiler och liknande.
Strömingångar används för att läsa in sumpnivå, motorströmmar, tryck och
temperatur.
Vid kommunikationsavbrott nollställs utgångarna.
Hårdvara
2.1.3.2 I/O-nod
I/O-noden består av en bussnod längst till vänster för inkoppling på ett Modbus
RTU-nätverk. På denna installeras från vänster till höger önskat antal I/O-moduler
enligt vald I/O-konfiguration i applikationen.
Storlek på I/O-noden varierar beroende på vald konfiguration:
- Standardhöjd:
99 mm
- Standarddjup:
70 mm
- Bussnod NA-9473:
15 mm bred
- Bussnod NA-9173:
45 mm bred
- I/O-moduler:
12 mm är standardbredd. Reläutgångsmodul ST-2748 är
24 mm bred
9
Funktioner
3 Funktioner
Detta avsnitt beskriver översiktligt de funktioner som finns tillgängliga i
applikationen för att bygga upp styr och övervakningen av en avloppspumpstation.
3.1 BE Wastewater P2
I lösningen används iX T7B SoftControl för att konfigurera upp olika funktioner för
att anpassa lösningen till det behov som finns i pumpstationen. Under drift får
operatören all information om hur avloppspumpstationen fungerar och kan vid
behov ändra parametrar, ställa börvärden, hantera larm etc.
Startmeny med huvudval i applikationen
10
Funktioner
3.1.1 Konfiguration avloppspumpstation
Här följer en översikt på de olika funktioner och valmöjligheter som finns för en
avloppspumpstation.
Val
I/O-inställning
Styrning
Pumpar
Beskrivning
 Val av vilken I/O-konfiguration som stationen skall
bestyckas med.
 Knytning av digitala ingångar och utgångar på I/Osystemet till valbara funktioner i pumpstyrningen.
 Slutande eller brytande funktion är inställbart på alla
digitala ingångar.
 Knytning av analoga ingångar på I/O-systemet till
funktioner i styrningen. Inställning av signaltyp på
kanalerna samt min/max värden för att omvandla dessa
till ingenjörsenheter.
 Knytning av analoga utgångar för styrning av utsignal till
frekvensomriktare.
 Val av styrmetod ”Nivå” eller ”Regulator”.
 Styrmetoden ”Nivå” använder digitala utgångar på I/Osystemet för styrning av pumparna.
 Styrmetoden ”Regulator” använder analoga utgångar på
I/O-systemet för styrning av pumparna via
frelkvensomriktare. Med denna metod regleras nivån i
pumpsumpen mot förinställt börvärde.
 Inställning av start/-stoppnivåer i sumpgropen:
- Val finns för att starta första pumpen på slumpartad
startnivå.
- Inställning av börvärde för reglering vid val av
styrmetod ”Regulator”.
 Alternering:
- Alternering vid stopp av pumpar och/eller alternering
efter maxtid på pump.
- Alternering via SCADA-system.
 Val av driftsvar från Pump 1/2 via mätning av ström,
digital ingång eller enbart på pumpens utgång om
driftindikering saknas.
 Val av pumpreversering efter att motorskydd återställts.
 Rengöring
- Inställningar för val av spolningsfunktion.
- Inställningar för val av städcykel.
 Blockering:
- Inval av pumpblockeringsingång för att via en digital
ingång ovillkorligen stoppa pumparna.
- Inval av blockeringsutgång för att via extern analog
signal, sumpnivån i stationen eller via en digital ingång
aktivera blockeringsutgången.
 Inställning av parametrar för PID-regulator vid styrmetod
”Regulator”.
11
Funktioner
Val
Pumpsump
Larm
Givare
Nederbörd
Trendskala
Säkerhet
Dataloggning
Modem
12
Beskrivning
 Inställning av mått för pumpsumpen.
 Inställning av mätmetoder för mätning av bräddflöden.
 Inställningar för beräkning av tillrinningsflöde.
 Inställningar för kapacitetsberäkning.
 Inval av larm med filtertider.
 Pumplarm:
- Hög/-lågström samt servicetid.
 Inställning av gränser för larm:
- Låg innetemperatur, lågt renvattentryck, låg sumpnivå,
hög sumpnivå.
 Inställning om utlöst tempvakt skall stoppa pumparna.
 Generella ingångar:
- Vala av generella ingångar som larmingångar med
konfigurerbara larmtexter.
 Givarval
- Mätning av utgående flöde från pumpstationen via
pulsingång.
- Mätning av utgående flöde från pumpstationen via
analog flödesmätare.
 Val av nederbördsmätning i pumpstation.
- Inställning av givare.
- Val av störtregnsmätning.
 Inställning av min/max för följande trender: ström,
flöde, nivå och nederbörd.
 Inställning av trygghetslarm/trygghetsvarning för
hantering av personsäkerhet i pumpstationen.
 Inställning för sirén.
 Dataloggning i styrsystemet av nivågivare pumpgrop,
utflöde, ström P1/P2, bräddflöde, renvatten tryck,
nederbörd med inställbart loggningsintervall.
 BE iX Historical Data Logging är ett program som används
för att logga status/värden på digitala/analoga
insignaler och resultatet lagras i textfiler i operatörsterminalen
 Inställning av stationsnummer och stationsnamn.
 Förberett kommunikation med överordnat system med
COMLI-protokollet via RS-232C porten på terminalen.
 Förberett för att utringning från operatörsterminalen.
Modemintiering görs i terminalen.
Funktioner
3.1.2 Drift avloppspumpstation
Översikt på status samt parametrar som kan ändras under drift i operatörsterminalen.
Funktion
Översiktsbild
Status
Service
Larm
Beskrivning
 Presentation av aktuell sumpnivå.
 Presentation av aktuella pumpströmmar.
 Presentation av innetemperatur i pumpstationen.
 Presentation av startordning och start/stoppnivåer för
första och andra pump.
 Presentation av aktuellt flöde, tryck renvatten och om
spolning/omrörning pågår.
 Trendkurvor för sumpnivå, motorström, tillrinning,
utpumpat, utläckt, bräddning och nederbörd.
 Mätningar
- Nederbörd idag, igår och totalt.
- Återstående tid för serviceintervall på pumparna.
- Drifttider på pumparna idag, igår och totalt.
- Antalet starter idag, igår och totalt på pumparna.
 Beräkningar
- Tillrinning idag, igår, totalt och aktuellt flöde.
- Utpumpat idag, igår, totalt och aktuellt flöde.
- Utläckt idag, igår, totalt och aktuellt flöde.
- Bräddning idag, igår och totalt med presentation av
antal bräddningar, under hur lång tid bräddning skett
och volym.
- Pumpkapacitet för pumparna samt pumpkombination.
 Presentation av modemstatus.
 Versionsinformation om HMI- och PLC-projekt.
 Presentation av återstående tid för serviceintervall på
pumparna.
 Presentation av drifttider på pumparna idag, igår och
totalt.
 Presentation av antalet starter idag, igår och totalt på
pumparna.
 Inställning av datum/tid.
 Nollställning av mätningar: tillrinning, utpumpat,
utläckt, bräddning och nederbörd.
 Import/export-funktion för parametrar.
 Handkörning av PID-regulator då styrmetod ”Regulator”
valts in.
 Se kapitel 3.2
13
Funktioner
3.2 Larm
Alla larm finns redan fördefinierade i iX T7B SoftControl. Larm knutna till digitala
ingångar kommer automatiskt aktiveras då de väljs in på en fysisk ingång. Övriga
larm väljer användaren själv in om de skall användas i pumpstationen. Det finns 45
stycken larm i applikationen.
Larmlistan visar om larmet är aktivt, kvitterat och inaktivt. I larmlistan lagras
larmen i tidsföljd. Genom en knapptryckning visas historiska larm.
3.2.1 Översikt larm
Larmtyper
Pump
14
Beskrivning
 Omkopplare autoläge
 Pumpar externt blockerade
 Inget driftsvar
 Utlöst pump
 Missad omstart.
 Missad reversering
 Reversering
 Utlöst tempvakt
 Utlöst fuktvakt
 Hög ström
 Låg ström
 Servicetid 1
 Servicetid 2
Funktioner
Larmtyper
Diverse
Kommunikation
Beskrivning
 Bräddningslarm
 Trygghetslarm.
 Fasbrottsvakt
 Spänningsavbrott (UPS)
 Manöversäkring utlöst
 Utlöst åskskydd
 Hög nivå (DI)
 Störtregn
 Låg innetemperatur
 Inbrottslarm
 Lågt tryck renvatten
 Airgapsystem
 Hög nivå länspumpgrop.
 Hög nivå (AI)
 Låg nivå (AI)
 Larm via generella ingångar
 Utlöst pumpsump
 Kommunikationsavbrott I/O
15