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Watervoorziening
Glasvezel houdt mee druk op PIDPA-leidingen
Xavier De Buysscher, Control & Automation Magazine
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Op het belang van water hoeft nauwelijks te worden gewezen. Zonder water is er
op onze aarde geen leven mogelijk. Vandaag de dag staan we bij het opendraaien
van de kraan niet meer stil bij de manier waarop we van dit comfort voorzien
worden. De nieuwste technieken worden aangewend om het water gedurende alle
seizoenen van het jaar te laten stromen. We brachten een bezoekje aan het
station in Herentals.
Vandaag vormt het winnen, zuiveren en distribueren van water geen
onoverkomelijke moeilijkheden meer. Nu vormt milieuvervuiling een groot
probleem, omdat het de kwaliteit van het water als basisgrondstof aantast.
Aangenomen wordt dat voor huishoudelijk verbruik ongeveer honderd tot
tweehonderd liter water per persoon per dag nodig is. Drinkwater beschouwen wij
als iets vanzelfsprekends. Toch was dit niet steeds het geval: water is een
kostbaar goed. Water speelt dan ook een grote rol in de geschiedenis van de
mensheid. Om water werden oorlogen uitgevochten, en water vormt een wezenlijk
onderdeel in landbouw- en industriële processen. Want zeg nu zelf: u wilt morgen
toch ook nog zonder zorgen genieten van lekker en gezond water uit uw kraan?
PIDPA
Pidpa is opgericht als zuivere intercommunale. Haar vennoten zijn: de
provincie Antwerpen en 67 gemeenten in de provincie. Pidpa heeft geen
privé-aandeelhouders. De grootste aandeelhouder - volgens de huidige statuten -
is de provincie. Als één van de grootste Vlaamse waterbedrijven voorziet Pidpa
ruim meer dan 450.000 klanten of meer dan 1.000.000 inwoners uit de provincie
Antwerpen van lekker, zuiver drinkwater, aan huis geleverd, 24 uur per dag, 7
dagen op 7. Dagelijks zetten personeelsleden zich in om grondwater te zuiveren
tot drinkwater. Gelukkig is er aan deze grondstof in de Antwerpse regio geen
tekort. Dit water geschikt maken voor ieders dagelijks comfort, vereist een
specifieke technologie. Elke dag opnieuw maakt men meer dan 180 miljoen liter
water. De infrastructuur die Pidpa hiervoor ter beschikking heeft, stelt dan ook
heel wat voor: 62 watertorens, 27 opjaagstations en meer dan 12.000 km
leidingnet. Dit zijn allemaal schakels in de distributieketen die voortdurend
onderhouden, vernieuwd en uitgebreid worden.
Werking
Als basis wordt grondwater opgepompt uit de watervoerende lagen via
watervangputten en naar de waterproductiecentra getransporteerd. In het
waterproductiecentrum wordt het ruwwater gezuiverd tot reinwater en opgeslagen
in reinwaterkelders. Na desinfectie en kwaliteitscontrole wordt dit reinwater in
functie van het verbruik in het distributienet gepompt via een pompinstallatie.
Het verbruik wordt onrechtstreeks gemeten via drukmetingen in het net en
peilmetingen in watertorens.
Frequentiegestuurde pompen
Het gebruik van een traploze regeling m.b.v. frequentiesturingen uit de
Danfoss VLT 6000 serie, biedt de oplossing voor het verpompen van het water
onder veranderlijke procesfactoren. Men maakt gebruik van een 250 kW
toerentalgeregelde pomp die een debiet tussen 300 en 700 m³/h moet leveren bij
een persdruk van 6 bar. Deze pomp heeft als specifieke opdracht de
collectorleiding te voeden die langsheen het Albertkanaal dwars doorheen het
verzorgingsgebied loopt en van waaruit andere waterproductiecentra van Pidpa
kunnen ondersteund worden.
Sturing
Buiten het fysieke waterleidingsnetwerk heeft men natuurlijk ook een
communicatienetwerk opgezet dat er voor zorgt dat de verschillende sturingen van
verschillende installatiedelen en zelfs van verschillende stations met elkaar
verbonden worden. Het netwerk bestaat uit een deel gehuurde communicatieleiding,
een deel intranet en een 200 km eigen kabel, waarvan sommige koper en een aantal
al in glasvezel. De verschillende delen van het waterwinnings- en
zuiveringsproces, waaronder oppompsystemen, filterinstallaties, kalktoevoeging
etc., zijn allen voorzien van een of meerdere PLC-sturingen. Op grond van
betrouwbaarheid en redundantie heeft men niet op een PLC gekeken. Als PLC heeft
men gekozen voor de Siemens S7 in de meeste gevallen voorzien van een CPU 315
-2DP en eventueel een of meerdere communicatiekaarten. Indien er meerdere PLCs
binnen een installatieonderdeel aanwezig zijn dan wordt voor de onderlinge
communicatie ervan en communicatie met Operator Panels geopteerd voor Siemens
MPI of Profibus DP. Anderzijds worden de hoofd-PLCs via glasvezel en de nodige
interfaces, met een switch verbonden en zo ook met elkaar, met de centrale
PC-sturing en met de buitenwereld in verbinding gesteld. Gespecialiseerd
personeel van PIDPA, waaronder onze gesprekspartner Eduoard Hontelé, heeft het
systeem zelf ontwikkeld en staat in voor het onderhoud, de verdere uitbreiding
en optimalisatie ervan.
Waarom glasvezel?
Initieel gebruikte men koperkabel voor de hardwarematige uitvoering van het
netwerk. Dit was ook de tijd dat men vooral tijdens de zomer te kampen kreeg met
defecten op de communicatiemodules. Na onderzoek kwam men tot het besluit dat
indirecte blikseminslag telkens de oorzaak was van het probleem.
Overspanningsbeveiligingen voorkwamen wel de defecten en de reparatiekosten,
maar ze konden er niet garanderen dat het netwerk feilloos bleef communiceren.
Dit was de aanzet tot het gebruik van optische communicatie door middel van
glasvezel. Hierbij opteerde men voor het modulaire glasvezelsysteem PSI-MOS van
Phoenix Contact dat de interface verzorgt tussen het optische ethernet en het
koperen CAT5 ethernetdeel. Het voordeel van de glasvezelkabel is natuurlijk dat
hij de verbinding kan maken tussen twee PLC’s in verschillende gebouwen zonder
dat de kabel buiten beïnvloed wordt door blikseminslagen. De interfacemodules
glasvezel-CAT5 staan telkens dicht bij de ethernet-communicatiemodule van de PLC
om zo het gebruik van de CAT5 kabel en de mogelijkheid op storingen tot een
minimum te herleiden.
Vier sturingsniveaus
Voor de betrouwbare controle en besturing van de waterwinning en om constant
voor een druk van 6 bar te zorgen, heeft men een systeem opgezet bestaande uit
vier niveaus. Op het hoogste niveau heeft men de PC sturing, die alle informatie
bezit over het hele netwerk, gaande van de niveaustanden van de watertorens,
opjaagstations, leidingdrukken, etc. Rekening houdend met al deze parameters
bepaalt de PC de meest optimale streefwaarde (Soll-waarde) voor het aansturen
van de pomp. Deze streefwaarde wordt doorgegeven aan de PLC die eigenlijk het
tweede niveau vormt. Hier stuurt de PLC het gevraagde pomptoerental aan via
Profibus. De algemene vrijgave van de pomp blijft echter via een hardwarematige
ingang lopen. De Profibus communicatie heeft als extra voordeel dat een massa
informatie van de drive kan worden teruggemeld naar de PLC. In dit geval wordt
oa de stroom, vermogen, werkingsstatus en specifieke alarmomschrijving, via een
daartoe opgezet telegram permanent ingelezen door de PLC. Men zou de Profibus
verbinding ook kunnen gebruiken om de driveparameters te laden en/of te bewaren,
gezien de Danfoss frequentie-omvormers voortaan zijn voorzien van het Profibus
DPV1 profiel. Het laagste of vierde niveau in de besturingketen is de directe
aan-/uit-sturing van de pompen.
Back-up
Nu waarom deze verschillende niveaus? Een belangrijk voordeel van het
systeem is dat men een zeer diepgaand redundant systeem heeft opgezet dat er
voor zorgt dat wij in geen enkel geval zonder water komen te zitten. Dus in
geval dat het hoogste niveau, het PC-level door een of andere rede zou
uitvallen, of dat de communicatie komt te vervallen, dan zal de PLC dit dadelijk
merken. Hij controleert constant of de PC-werking of verbinding “alive” is.
Wanneer dit niet het geval zou zijn, dan gaat de PLC over in een autonome modus,
waarbij hij zelf een set streef- of soll-waarden zal hanteren die vooringesteld
zijn in het PLC-geheugen en die er voor zullen zorgen dat de druk op de leiding
blijft, weliswaar minder optimaal in vergelijk met de PC-regeling, maar toch
ruim voldoende als backup. Trouwens op het moment de PLC verneemt dat de
PC-werking vervalt, wordt er automatisch een alarm uitgezonden op vooringestelde
GSMs om er voor te zorgen dat de stanby-persoon op de hoogte gesteld wordt van
het voorval en zo de nodige actie kan ondernemen om het probleem op te lossen en
terug naar volledige functionaliteit van het systeem te gaan. Moest het toeval
willen dat de communicatie met het tweede niveau of PLC-niveau faalt of de PLC
zou zelf falen, dan valt men terug op de autonome werking van het derde niveau
bestaande uit de relaistechniek en de frequentiesturing. De drive wordt dan
automatisch in”noodbedrijf”gebracht. In deze set-up wordt de ingebouwde PID
regelaar van de drive geactiveerd. Het setpunt van 6 bar (vrij in te stellen),
wordt dan vergeleken met de gemeten persdruk, die via een tweedraads-transmitter
door de drive wordt ingelezen. Moest ook dit niveau falen, dan valt men terug op
het vierde niveau en moet men iemand voorzien om de pomp manueel in en uit te
schakelen. <<
Kader 1:
Danfoss VLT 6000
De universele frequentie-omvormer voor pomptoepassingen
Handig is dat de VLT 6000 serie zich eenvoudig leent tot deze verschillende
werkmodi, door gebruik te maken van zijn “multi setup” mogelijkheden. Vier
set-ups of parameterbibliotheken zijn beschikbaar en kunnen onafhankelijk van
elkaar worden ingesteld. Het wijzigen kan tijdens bedrijf gebeuren en gaat
uiterst snel (2 ms). Bij Pidpa heeft men de set-ups opgezet in functie van
mogelijk falen van de verschillende sturingsniveaus of de communicatie ertussen.
Zo heeft men: handbedrijf, automatisch bedrijf en noodbedrijf. De primaire
beveiliging van drives voor zulke vermogens zijn aan specifieke eisen
onderworpen. Uit veiligheidsoverweging kan men opteren voor een toestel met
ingebouwde ultra-snelle zekeringen en lastscheider. Op deze manier kan men een
eenvoudige lijnbeveiliging blijven gebruiken. De lastscheider geeft de nodige
veiligheid bij eventuele werkzaamheden. 24 V DC backup. De drive is tevens
voorzien van een externe 24V DC aansluiting. Bij afwezigheid van de
voedingsspanning blijft het laagspanningsgedeelte van de drive actief: o.a.het
lokale controlepaneel blijft gevoed (handig en veilig tijdens een ingebruikname)
alsook de Profibus communicatie. Bij het plots wegvallen van de voedingspanning
en/of het dippen van het net, vermijdt de”vliegende start” functie een te
bruuske herlancering van de pomp wanneer de voedingsspanning zich hersteld
heeft. De VLTOI 6000 drive is tevens uitgerust met een automatische
energieoptimalisatie (AEO),zodat de magnetisering van de motor kan worden
aangepast indien de pomp slechts partieel wordt belast. Hierdoor kan men een
supplementaire energiebesparing bekomen van ca 3 tot 10%. <<
Kader 2:
De optische dataoverdracht in industriële omgevingen is de laatste jaren enorm
toegenomen. Vooral in kritische applicaties waar zeer hoge eisen aan de
beschikbaarheid worden gesteld, is deze vorm van overdracht inmiddels standaard
en biedt hij vele voordelen ten opzichte van de standaard kopertechniek. De
belangrijkste voordelen zijn:
- absolute storingvrijheid, ook onder extreme elektromagnetische invloeden
- hoogwaardige galvanische scheiding tussen de deelnemers
- maximale overdrachtsafstanden tot meerdere kilometers bij een tegelijkertijd
maximale overdrachtssnelheid
- maximaal aantal deelnemers zonder begrenzing door de elektrische eigenschappen
van de toegepaste communicatie-interface.
Hierdoor ontstaat er in industriële applicaties een duidelijke verhoging van de
prestaties en de storingvrijheid van de communicatie-infrastructuur, zonder dat
er rekening dient te worden gehouden met kostbare
overspanningsbeveiligingsmaatregelen, afschermings- en
potentiaalvereffeningsconcepten. Het modulaire glasvezelcommunicatiesysteem
PSI-MOS is ontworpen voor maximale betrouwbaarheid van de overdracht en
beschikbaarheid van de installatie in industriële toepassingen. Deze
productfamilie stelt de gebruiker voor het eerst in staat met een modulair
systeem voor alle seriële communicatie-interfaces en bussystemen gebruik te
maken van de voordelen van de optische dataoverdracht. Beperkingen van de
koperoverdracht, met betrekking tot de overdrachtsafstand, het aantal deelnemers
per segment en vooral de elektromagnetische stoorimmuniteit, kunnen op deze
wijze elegant worden omzeild.
Modulaire stationsopbouw
Afhankelijk van het gewenste aantal kanalen en de vezelspecifieke
aansluittechniek sluittechniek kunnen op modulaire wijze ster- en lijnverdelers
worden samengesteld. De verbinding voor datasignalen en voedingsspanning wordt
automatisch tot stand gebracht via de back-planebus door deze op de
EN-montagerail te klikken. Door het montagerail-busconcept is verwijderen van
een afzonderlijk module uit een sterkoppeling mogelijk zonder de werking van de
andere modules te beïnvloeden. De optioneel leverbare systeemvoeding kan daarbij
eveneens naadloos in dit systeem worden geïntegreerd.
Geïntegreerde optische diagnose met proactieve alarmering
Alle modulen van het glasvezel communicatiesysteem PSI-MOS zijn uitgevoerd met
een optische diagnose in de vorm van een led-bargraph. De diagnose geeft reeds
bij de inbedrijfstelling gedetailleerde informatie over de signaalkwaliteit van
de glasvezelsegmenten. Het tijdrovende kalibreren van de glasvezelsegmenten kan
daardoor vervallen en de gebruiker wordt ook tijdens bedrijf ten allen tijde
over de status van zijn glasvezelverbinding geïnformeerd. Indien de optische
overdrachtskwaliteit tijdens bedrijf negatief worden beïnvloed, dan wordt er bij
het bereiken van de gevoeligheidsgrenzen via het geïntegreerde schakelcontact
een vroegtijdige waarschuwing afgegeven, nog voordat dit een uitval van de
installatie tot gevolg heeft.
Geïntegreerde redundantie
Met PSI-MOS kunnen nu voor het eerst alle gangbare industriële
communicatiesystemen redundant worden ontworpen. Afhankelijk van het
communicatiesysteem zijn er verschillende opties voor het verhogen van de
beschikbaarheid van de installatie leverbaar. Deze lopen van redundante
point-to-point-, ster- of boomstructuren tot aan redundante optische
ringstructuren. De redundantie omvat naast de glasvezelsegmenten ook de voeding
en afhankelijk van de applicatie de converter zelf. Een in de modulen
geïntegreerd waarschuwingscontact geeft daarbij informatie over de opgetreden
redundantieval.
Voor alle netwerktopologieen
Afwijkend van kopergebaseerde overdrachtsmedia, waarbij uitsluitend klassieke
lijnstructuren kunnen worden gerealiseerd, maakt de glasvezelkoppeling volledig
individuele installatieconcepten mogelijk. Naast lijnstructuren kunnen
glasvezelnetwerken als sterstructuur, boomstructuur of combinaties hiervan
worden gerealiseerd en wanneer het toegepaste communicatiesysteem dit toelaat
ook als redundante ringstructuur. De gebruiker kan zijn netwerk zo altijd
optimaal en flexibel op zijn applicatie afstemmen.
Voor maximale overdrachtsafstanden
Het PSI-MOS-systeem beschikt over nieuwe krachtige optische transceivers en
ontsluit daarmee reikwijdtedimensies die tot nu toe alleen met glasvezel konden
worden bereikt. Bij de eenvoudigste snelaansluittechniek worden nu met
polymeervezel afstanden tot 100 m bereikt, met HCS-vezel afstanden tot 800 m bij
660 nm of zelfs 2800 m bij 850 nm. Wanneer dit niet voldoende is, kan op
multimode-glasvezel worden overgegaan dat een reikwijdte heeft tot 4800 m.
PSI-MOS is daarmee schaalbaar voor elke applicatie en stelt voor elk vezeltype
het bijpassende moduul met een optimale kosten/baten verhouding beschikbaar.
PSI-MOS is toepasbaar voor PROFIBUS, INTERBUS, DeviceNet, CANopen, MODBUS, RS
422, RS 232 en meer dan 70 bedrijfsspecifieke RS 485 bussystemen. <<
La fibre optique
contribue à garantir la pression dans les conduites
Xavier De Buysscher, Control & Automation Magazine
L’importance de l’eau ne doit plus être soulignée. Sans eau, la vie sur terre
est impossible. Aujourd’hui, lorsque nous ouvrons le robinet, nous n’imaginons
pas le travail qui a été fourni pour que nous puissions profiter de ce confort.
Des techniques de pointe sont mises en œuvre pour nous permettre de profiter de
cette eau durant toute l’année. Nous avons visité la station de Herentals.
A l’heure actuelle, le pompage, l’épuration et la distribution d’eau ne
représentent plus de difficultés insurmontables. Aujourd’hui, c’est la pollution
environnementale qui pose un grand problème car elle altère la qualité de l’eau
en tant que matière première de base. Nous supposons qu’un ménage consomme
environ cent à deux cents litres d’eau par personne et par jour. L’eau potable
est considérée comme quelque chose de normal. Pourtant, cela n’a pas toujours
été le cas : l’eau est un bien précieux. Elle joue un grand rôle dans l’histoire
de l’humanité. Des guerres ont été menées pour l’eau. L’eau constitue aussi un
élément essentiel des processus agricoles et industriels. Et avouez-le, vous
aussi, vous désirez continuer à profiter sans souci d’une eau bien saine …
PIDPA
Pidpa a été créée en tant qu’intercommunale pure. Elle regroupe la province
d’Anvers et 67 communes affiliées de la province d’Anvers. Pidpa n’a pas
d’actionnaires privés. Le principal actionnaire – selon les statuts actuels –
est la province. Pidpa, une des plus grandes sociétés d’eau flamandes, alimente
plus de 450.000 clients, soit plus de 1.000.000 d’habitants de la province
d’Anvers, en eau potable délicieuse et saine, fournie à domicile, 24 heures sur
24, 7 jours sur 7.
Chaque jour, des membres du personnel se mobilisent pour épurer l’eau
souterraine en eau potable. Heureusement, la région d’Anvers ne manque pas de
matière première. Cependant, le traitement de cette eau bien nécessaire au
confort quotidien de chacun requiert une technologie très spécifique. Chaque
jour, plus de 180 millions de litres d’eau sont traités.
L’infrastructure dont dispose Pidpa à cet effet est gigantesque : 62 châteaux
d’eau, 27 stations de pompage et un réseau de conduites de plus de 12.000 km.
Ces maillons de la chaîne de distribution doivent être continuellement
entretenus, rénovés et étendus.
Fonctionnement
A la base, l’eau souterraine est pompée dans les couches aquifères via des
puits de collecte et transportée vers des centres de production d’eau. Dans ces
centres de production d’eau, l’eau brute est épurée en eau claire et stockée
dans des caves d’eau claire. Après une désinfection et un contrôle de qualité,
cette eau est pompée dans le réseau de distribution au moyen d’une installation
de pompage pour répondre à la consommation. La consommation est mesurée
indirectement par des mesures de pression dans le réseau et des mesures de
niveau dans les châteaux d’eau.
Pompes régulées en fréquence
Le recours à une régulation sans palier à l’aide de variateurs de fréquence
Danfoss de la série VLT 6000 permet un pompage de l’eau sous des facteurs de
processus variables.
On utilise une pompe de 250 kW à vitesse régulée qui doit fournir un débit
variant entre 300 et 700 m3/h sous une pression de 6 bars. Cette pompe a pour
tâche spécifique d’alimenter la conduite collectrice qui longe le canal Albert à
travers la région d’approvisionnement et qui peut soutenir d’autres centres de
production d’eau de Pidpa.
Commande
Outre le réseau physique de conduites d’eau, un réseau de communication a
été mis sur pied pour relier entre elles les diverses commandes de différentes
parties d’installation et même des différentes stations. Le réseau se compose
d’une ligne de communication louée, d’un intranet et de 200 km de câbles
propriétaires dont certains sont en cuivre et d’autres déjà en fibre optique.
Les différents composants du processus d’extraction et d’épuration d’eau, parmi
lesquels les systèmes de pompage, les installations de filtrage, l’ajout de
calcaire… sont tous dotés d’une ou de plusieurs commandes par PLC. Pour des
raisons de fiabilité et de redondance, la société n’a pas regardé à un PLC.
Le choix du PLC s’est porté sur le Siemens S7, équipé dans la majorité des cas
d’une CPU 315-2DP et éventuellement d’une ou de plusieurs cartes de
communication. S’il existe plusieurs PLC dans une partie de l’installation, la
communication entre ceux-ci et avec les pupitres opérateur est assurée par le
MPI de Siemens ou par Profibus-DP. D’autre part, les PLC de tête sont reliés par
fibre optique, via les interfaces nécessaires, à un commutateur. Ce faisant, ils
communiquent également entre eux, avec le PC de commande central et avec le
monde extérieur.
Le système a été développé par du personnel spécialisé de PIDPA parmi lequel
notre interlocuteur Eduoard Hontelé. Ces personnes se chargent également de
l’entretien, de l’extension et de l’optimisation du système.
Pourquoi la fibre optique ?
Au départ, on utilisait un câble en cuivre pour la réalisation matérielle du
réseau. A cette époque, il fallait faire face, surtout en été, à l’apparition de
défauts au niveau des modules de communication. Un examen mena à la conclusion
qu’un coup de foudre indirect était systématiquement la cause du problème. Des
protections contre les surtensions prévenaient effectivement les défauts et
réduisaient les frais de réparations mais ils ne pouvaient éviter la défaillance
du réseau. Ce constat induisit le recours à une communication optique par le
biais de fibre optique. Le choix se porta sur le système de fibre optique
modulaire PSI-MOS de Phoenix Contact qui assure l’interface entre l’Ethernet
optique et la partie Ethernet CAT5 en cuivre. L’avantage du câble en fibre
optique est naturellement de pouvoir établir la liaison entre deux PLC installés
dans différents bâtiments sans que le câble extérieur ne soit sensible à la
foudre. Les modules d’interface de CAT5 en fibre optique sont à chaque fois
installés à proximité du module de communication Ethernet du PLC afin de réduire
au maximum l’utilisation du câble de CAT5 et donc, le risque de pannes.
Quatre niveaux de commande
Un système réparti sur quatre niveaux assure un contrôle-commande fiable du
pompage d’eau et une pression constante de 6 bars. Le PC de commande, situé au
niveau supérieur, collecte toutes les informations sur l’ensemble du réseau
(niveau des châteaux d’eau, état des stations de pompage, pressions des
conduites…). En fonction de tous ces paramètres, le PC détermine la valeur cible
optimale (valeur Soll) pour la commande de la pompe.
Cette valeur cible est transmise au PLC qui représente en fait le second niveau.
Ici, le PLC commande la vitesse de pompe demandée via Profibus. La libération
générale de la pompe passe toutefois toujours par une entrée matérielle. La
communication Profibus offre un avantage supplémentaire. Elle permet en effet de
récupérer dans le PLC une masse d’informations de l’entraînement. Dans ce cas,
le courant, la puissance, l’état de fonctionnement et la description d’alarmes
spécifiques sont mémorisés de manière permanente par le PLC via un télégramme
établi à cette fin. La connexion Profibus pourrait également être utilisée pour
charger et/ou sauver les paramètres de l’entraînement étant donné que les
convertisseurs de fréquence Danfoss sont désormais dotés du profil Profibus
DPV1.
Le quatrième et dernier niveau de la chaîne de commande est la commande
marche/arrêt directe des pompes.
Sauvegarde
Pourquoi ces différents niveaux ? La redondance exacerbée du système est un
avantage important. Elle est là pour s’assurer que l’on ne se retrouve jamais
sans eau. Si le niveau supérieur, le niveau PC, devait tomber en panne pour
l’une ou l’autre raison, ou que la communication venait à s’interrompre, le PLC
le remarquerait directement. Il contrôle sans cesse si le fonctionnement ou la
connexion avec le PC est ‘alive’. Si ce n’est le cas, le PLC passe en mode
autonome. Il respectera des valeurs cibles ou soll qui sont prédéfinies dans sa
mémoire et qui veillent à maintenir la pression dans la conduite, certes de
façon moins optimale que la régulation par PC mais suffisante pour garantir la
distribution.
D’ailleurs, dès que le PLC apprend que le PC s’est arrêté, il émet
automatiquement une alarme sur des GSM prédéfinis afin d’informer la personne de
garde de l’incident. Celle-ci peut alors prendre les mesures nécessaires pour
résoudre le problème et retourner à une fonctionnalité complète du système. Si
le hasard veut que la communication avec le deuxième niveau ou le niveau PLC
échoue ou que le PLC soit en défaut, le système retombe sur le fonctionnement
autonome du troisième niveau comprenant la technique de relais et la commande de
fréquence. L’entraînement bascule automatiquement en ‘fonctionnement d’urgence’.
Dans cette disposition, le régulateur PID intégré dans l’entraînement est
activé. La valeur de consigne de 6 bars (à régler librement) est alors comparée
à la pression mesurée qui est mémorisée par l’entraînement à l’aide d’un
transmetteur à deux fils.
Si ce niveau devait également échouer, on retombe sur le quatrième niveau. Dans
ce cas, il faut prévoir quelqu’un pour actionner et couper manuellement la
pompe. <<
Encart 1:
Système modulaire pour fibre optique PSI_MOS de Phoenix Contact
Le transfert de données optique dans les environnements industriels a connu ces
dernières années une hausse vertigineuse. Cette forme de transfert est devenue
un standard dans les applications critiques posant de très grandes exigences en
termes de disponibilité. Elle présente de nombreux avantages par rapport à la
technique de cuivre standard.
Les principaux avantages sont :
une absence totale de perturbations, même sous des influences électromagnétiques
extrêmes
une séparation galvanique de haute qualité entre les participants
des distances de transfert maximales, pouvant atteindre plusieurs kilomètres, à
des vitesses de transfert maximales
un nombre illimité de participants grâce aux caractéristiques électriques de
l’interface de communication appliquée.
Cela assure une hausse évidente des performances des applications industrielles
et l’absence de pannes de l’infrastructure de communication sans devoir prendre
de coûteuses mesures de protection contre la surtension et réaliser de coûteux
concepts de blindage et de liaison équipotentielle.
Le système modulaire de communication par fibre optique PSI-MOS est conçu pour
une fiabilité de transfert maximale et une disponibilité maximale
d’installations d’applications industrielles. Cette famille de produits permet à
l’utilisateur d’utiliser pour la première fois les avantages du transfert
optique de données avec un système modulaire pour toutes les interfaces de
communication séries et tous les systèmes de bus. Cela permet de contourner de
manière élégante les restrictions du transfert par cuivre, à savoir la distance
de transfert, le nombre de participants par segment et surtout, l’immunité
contre les perturbations électromagnétiques.
Une construction modulaire de la station
En fonction du nombre de canaux souhaité et de la technique de connexion
spécifique à la fibre, des répartiteurs en étoile et en ligne peuvent être
composés de manière modulaire. La connexion pour les signaux de données et la
tension d’alimentation est réalisée automatiquement via le bus fond de panier
par simple encliquetage sur le rail de montage EN. Grâce à ce concept de bus de
rail de montage, il est possible de supprimer un module distinct d’une liaison
en étoile sans influencer le fonctionnement des autres modules. L’alimentation
disponible en option peut également être intégrée parfaitement dans le système.
Un diagnostic optique intégré avec alarme proactive
Tous les modules du système de communication par fibre optique PSI-MOS disposent
d’un diagnostic optique en forme de bargraphe à LED. Dès la mise en service, le
diagnostic donne des informations détaillées sur la qualité du signal des
segments en fibre optique. Le calibrage fastidieux des segments en fibre optique
disparaît ainsi et l’utilisateur est également informé à tout instant, durant le
fonctionnement, du statut de sa connexion en fibre optique. Si la qualité du
transfert optique est influencée négativement durant le fonctionnement, un
avertissement précoce est fourni via le contact de commutation intégré dès que
les limites de sensibilité sont atteintes, avant que cela n’entraîne une panne
de l’installation.
Redondance intégrée
Grâce à PSI-MOS, tous les systèmes de communication industriels courants
peuvent, pour la première fois, être conçus de manière redondante. En fonction
du système de communication, différentes options sont possibles pour augmenter
la disponibilité de l’installation. Celles-ci vont des structures redondantes en
point à point, en étoile ou en arbre aux structures redondantes en anneaux
optiques. Outre les segments en fibre optique, la redondance comprend aussi
l’alimentation ainsi que le convertisseur, selon l’application. Un contact
d’avertissement, intégré dans les modules, donne des informations sur
l’apparition d’une perte de redondance.
Pour toutes les topologies de réseau
En s’écartant des médias de transfert basés sur le cuivre, qui permettent
uniquement des structures en ligne classiques, la liaison en fibre optique
permet des concepts d’installation entièrement individuels. Outre les structures
en ligne, il est possible de réaliser des réseaux en fibre optique en structure
d’étoile, en structure arborescente ou des combinaisons de cela et, si le
système de communication utilisé le permet, en structure redondante en anneaux.
L’utilisateur peut ainsi toujours accorder son réseau à l’application de manière
optimale et flexible.
Pour des distances de transfert maximales
Le système PSI-MOS dispose de nouveaux transmetteurs optiques très puissants et
ouvre ainsi la porte à des portées qui ne pouvaient jusqu’à présent être
atteintes qu’avec la fibre de verre. La technique de raccordement rapide la plus
simple permet aujourd’hui d’atteindre les 100 m avec une fibre en polymère, des
distances de 800 m avec une fibre HCS en 660 nm ou même de 2800 m en 850 nm. Si
cela ne suffit pas, on peut passer à la fibre de verre multimode qui offre une
portée maximale de 4800 m. PSI-MOS est dès lors évolutif pour chaque application
et propose pour chaque type de fibre le module adéquat présentant un rapport
coûts/profits optimal.
Le PSI-MOS peut être utilisé pour PROFIBUS, INTERBUS, DeviceNet, CANopen,
MODBUS, RS 422, RS 232 et plus de 70 systèmes de bus RS 485 propriétaires.
Encart 2:
Le VLT 6000 de Danfoss, le convertisseur de fréquence universel pour les
applications de pompage
La série VLT 6000 se prête parfaitement à ces différents modes de travail en
recourant à ses possibilités de ‘multi setup’. Il existe quatre set-ups ou
bibliothèques de paramétrage qui peuvent être ajustés indépendamment les uns des
autres. La modification peut se faire en fonctionnement et est excessivement
rapide (2 ms). Les set-ups ont été mis sur pied chez PIDPA en fonction d’un
défaut éventuel d’un des différents niveaux de communication ou de la
communication entre eux. Nous avons ainsi un fonctionnement manuel, un
fonctionnement automatique et un fonctionnement d’urgence.
La protection primaire d’entraînements de telles puissances est soumise à des
exigences spécifiques. Pour des raisons de sécurité, on peut opter pour un
appareil intégrant des fusibles ultra rapides et un interrupteur à coupure en
charge. De la sorte, on peut continuer à utiliser une simple protection de
ligne. L’interrupteur à coupure en charge offre la sécurité nécessaire lors
d’éventuelles activités.
Sauvegarde 24 V DC. L’entraînement est également doté d’une connexion 24 V DC
externe. En l’absence de tension d’alimentation, la partie basse tension de
l’entraînement reste active : le pupitre de contrôle local reste alimenté
(pratique et sûr lors d’une mise en service), de même que la communication
Profibus.
Lors d’une brusque disparition de la tension d’alimentation et/ou de
l’interruption du réseau, la fonction de ‘démarrage à la volée’ évite une
relance trop brusque de la pompe lors de la restauration de la tension
d’alimentation.
L’entraînement VLTOI 6000 est par ailleurs équipé d’une optimisation automatique
de l’énergie (AEO), de sorte que la magnétisation du moteur peut être adaptée si
la pompe n’est que partiellement chargée. On peut ainsi obtenir une économie
d’énergie supplémentaire d’environ 3 à 10 %.
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