Farys professionaliseert lekdetectie met Siemens-apparatuur
Farys professionaliseert lekdetectie met Siemens-apparatuur
Voor een transparante bewaking koppelt Farys de meterkamers aan het visualisatiepakket WinCC.
De compacte PLC’s van Siemens boden Farys de kans alles te gaan moderniseren.
De debietregistratie gebeurt door MAG6000 Profibus-debietmeters.
Lekken in drinkwaternetten opsporen is vaak moeilijk en zeer duur. Watermaatschappij Farys ontwikkelde daarom een sneller en nauwkeuriger lekdetectiesysteem. De applicatie steunt ten volle op de producten en het geïntegreerde automatiserings- en digitaliseringstechnologie van Siemens.
Farys – toen nog TMVW – begon dus al een kwarteeuw geleden met het op elektronische wijze opsporen van lekken. “De monitoring gebeurde toen nog met dataloggers, die dagelijks een faxrapport genereerden. Die aanpak was nog heel eenvoudig”, vertelt Sven Versluys, assistent-ICT bij Farys.
Standaardisering
De toenmalige TMVW besloot ruim een decennium geleden om de vroegere gedecentraliseerde aanpak om te ruilen voor een standaardisering op innovatieve platformen die een lagere exploitatiekost combineren met efficiënt beheer en transparantie.
“Voor 2010 werd, voor facturatie, de afgeleverde hoeveelheid water geregistreerd in honderden meetkamers, die heel geografisch verspreid en soms moeilijk toegankelijk waren”, aldus Sven Versluys. “De sturing van deze ondergrondse kamers zat in een kleine, bovengrondse schakelkast, die via een analoge verbinding was aangesloten. Dat was een vrij dure manier van communicatie, gekoppeld aan een oude PLC-sturing.”
In 2003 deed WinCC V7 zijn introductie bij Farys. WinCC is een modulair visualisatieplatform dat opereert als een centraal Scada-systeem. “Deze architectuur liet ons niet alleen toe om de bestaande drinkwaterinstallaties te visualiseren, maar ook om verschillende parameters nauwgezet te capteren. Het gebruik van de compacte, robuuste en energiezuinige S7 1200 PLC’s van Siemens bood ons de kans om alles verder te gaan moderniseren. De analoge verbindingen werden dan weer vervangen door Scalance GPRS-modems.”
Debietregistratie
De introductie van het Simatic S7 1200-platform TIA-Portal was een volgende stap in de modernisering. “Deze PLC laat zich makkelijk inbouwen in de bestaande schakelkasten”, zegt Frank Bosman, accountmanager bij Siemens. “De debietregistratie gebeurt door MAG6000 Profibus-debietmeters, die aan de S7-1200 of S7-1500 worden gekoppeld. Deze PLC zorgt voor lekdetectie en een bewaking van de waterdruk. Het versturen van de gegevens gebeurt via een continue GPRS-verbinding. De aansluiting gebeurt via de geïntegreerde industriële Ethernet-poort van de S7-1200 en de Simatic GPRS-routers. VPN-gebaseerde databeveiliging met Scalance S-modules en het gebruik van antivandalisme-antennes dragen bij tot een bedrijfszeker en duurzaam systeem.”
Het centraal platform laat toe om de drinkwaterinstallaties remote te beheren, met een intuïtieve programmering en configuratie. Die uniforme PLC-hard- en software voor alle installaties legt Farys geen windeieren. “Voor een transparante bewaking koppelen we de meterkamers aan het visualisatiepakket WinCC. Zo kunnen we met een beperkt aantal medewerkers de geografisch verspreide infrastructuur adequaat beheren, met veel minder verplaatsingen. Daardoor daalde de automatiseringskost met liefst 60 procent, terwijl de bedrijfszekerheid steeg. De aansluiting van nieuwe meterkamers kan zonder dure en tijdrovende werken voor databekabeling”, vult Sven Versluys aan.
Het volledige systeem is bijzonder bestand tegen technische storingen. Het WinCC-luik werd dubbel ontwikkeld, op redundante servers in verschillende datarooms. Alle historische data worden dus twee keer bewaard.
Om voor dat omvangrijke gebied eventuele lekken nauwkeurig in kaart te brengen, deelde Farys de hele zone op in circa 200 DMA’s van elk zowat 3000 woningen. Een DMA is een District Metered Area die over één of verschillende in- en uitgangsmeters beschikt.
De compacte MAG 6000-meters met een nauwkeurigheid van 0,2% communiceren de geregistreerde data via Siemens-PLC’s S7-300, S7-1200 en S7-1500 en draadloze GPRS/UMTS-routers, volgens de communicatiestandaard Profibus. De PLC’s bieden heel wat rekenkracht en geheugen. Zo melden ze meteen wanneer debietgegevens ongeldig zijn, bijvoorbeeld omdat leidingen geen water bevatten door werkzaamheden. De debietgegevens zorgen ervoor dat ze bij Farys het verbruik voortdurend kunnen monitoren en vergelijken met het statistisch gemiddeld verbruik.
Voorspellingen
Die gemiddelde verbruiken en talrijke andere essentiële statistieken kon Farys laten berekenen op basis van de gigantische database van debietgegevens van haar drinkwaternet, die gelogd zijn op WinCC. “Een extern bedrijf heeft een ‘big data’-analyse uitgevoerd die resulteert in belangrijke statistieken en algoritmes, waardoor we verbruiksgegevens kunnen voorspellen en kunnen vergelijken met het actuele verbruik. Op die manier weten we heel snel of er zich op het net bepaalde afwijkingen voordoen, die onder meer kunnen wijzen op de aanwezigheid van lekken en schakelingen. Daarbij houden we ook rekening met seizoensgebonden verbruik, week- of weekendverbruik, piekverbruik in het toeristisch seizoen, enzovoort. De tijd is al lang voorbij dat we lekdetectie puur curatief benaderden, op basis van klachten van inwoners. Om de ILI-score gevoelig te verbeteren was het noodzakelijk om het net te optimaliseren en alles systematisch te onderzoeken.”
“Voor een transparante bewaking koppelen we de meterkamers aan het visualisatiepakket WinCC. Zo kunnen we met een beperkt aantal medewerkers de geografisch verspreide infrastructuur adequaat beheren, met veel minder verplaatsingen.”
Mogelijkheden
“Met deze moderne apparatuur en alle beschikbare statistieken, kunnen we erg ver gaan”, vervolgt Versluys. “Per DMA kunnen we zien hoeveel debiet er naartoe loopt en kunnen we makkelijk afwijkingen zien zoals een te laag verbruik, detectie van heel kleine tot heel grote plotse lekken. Opdat de dienst lekbeheer de juiste prioriteiten legt bij de planning, rangschikt het systeem dagelijks de dringendste herstellingen. Dat overzicht krijgen we ook in een e-mail. Doet er zich een noodsituatie voor zonder dat de medewerker aanwezig is, dan mailt het Alarm Control Center van Siemens hem daarover.”
De operator die het drinkwaternet beheert, ziet in de WinCC web-client alle alarmpeilen weergegeven op een synoptisch bord, volgens een kleurencode. Daarbij kan hij het hele net bekijken, maar bijvoorbeeld ook een woonzone of een straat. Zo lokaliseert hij een probleem zeer vlot. De debietcijfers vallen ook in detail te analyseren.
Tot slot is het hele systeem verregaand geïntegreerd. “Alle Siemens-producten werken perfect samen en vallen te programmeren vanuit één pakket: TIA Portal. WinCC is ook gekoppeld met externe software (waaronder SAP, voor de facturatie en de audits) en met SharePoint. Daarop staat onder meer alle praktische informatie voor interventies, zoals een DMA-schets van de naburige zone, informatie over het aantal hydranten, het aantal kilometers leiding in die zone, alarmcurve, noem maar op. Zo beschikt een ploeg meteen over die gegevens, ook mobiel.”
Farys hanteert deze aanpak sinds 2015. 137 van de circa 200 DMA’s worden al op die uiterst nauwkeurige manier gemonitord. “De overige 63 genieten momenteel nog van een eenvoudiger monitoring, omdat we voor die zones te weinig statistieken hadden om accurate vergelijkingen te kunnen maken. Naarmate de tijd vordert zullen we het gedetailleerde systeem ook in die zones implementeren, wat zal toelaten om ook daar nog efficiënter plotse lekken te kunnen detecteren.”
Door Bart Vancauwenberghe
Foto’s Siemens
https://new.siemens.com/be/nl.html
ILI-score
Farys getroostte zich heel wat investeringen om te voldoen aan de ILI-score (Infrastructure Leakage Index). Die toont de verhouding tussen het werkelijk verlies en het onvermijdbare verlies. Een ILI-score lager dan 2 (waarbij het werkelijk verlies twee keer zo groot is als het onvermijdbare verlies) is al goed, maar het beoogde doel bij Farys is een score van minder dan 1. Dat knappe resultaat is het gevolg van een jarenlang opgebouwde professionaliseringsoefening en zorgt ervoor dat het bedrijf een van haar belangrijkste kernactiviteiten, met name de levering van gezond en lekker drinkwater aan meer dan 600.000 woningen in Vlaanderen, op een doordachte manier aanpakt.
Fijnmazig netwerk
Het lekdetectiesysteem, slimme watermeters en de IT-IoT integratie zijn investeringen die Farys er graag voor over had. “We beschikken nu over een fijnmazig netwerk dat continu wordt gescand. Dat levert cruciale economische parameters op, zoals: welk lek heeft de grootste financiële impact? Met andere woorden: welk probleem moeten we eerst oplossen? We weten perfect welk verbruikspatroon we voor welke zone mogen verwachten en zien afwijkingen erg snel. Dit vormt dan ook een heel geschikte basis om verder te bouwen aan een smart grid”, besluit Inge Opreel, directiemanager ICT bij Farys.
