DESTEK AKADEMİK MAKALELER OLAY KAYDEDİCİ SİSTEM VE SCADA SİSTEMLERİNİN KİYASLANMASİ

OLAY KAYDEDİCİ SİSTEM VE SCADA SİSTEMLERİNİN KİYASLANMASİ

OLAY KAYDEDİCİ SİSTEM VE SCADA SİSTEMLERİNİN KİYASLANMASİ

Giderek artan bir taleple karşı karşıya olan enerji sektörünün, bu talepleri karşılamak için uygun bir alt yapıya sahip olması gerekmektedir. Alt yapıyı kurarken dikkat edilmesi gereken en önemli konuların başında, enerjinin kesintisiz ve kaliteli bir şekilde nihai tüketiciye ulaştırılmasıdır. Bu nedenle, üretim noktalarından iletime, iletimden dağıtıma kadar tüm noktalar işletmecilerin kontrolü altında olmalıdır.

Proses SCADA’sı ve Enerji SCADA’sı için kullanılan veri toplama ve SCADA yazılımları da birbirinden farklılık arz eder. Hatta Enerji’yi, Elektrik, su, buhar ve doğal gaz olarak ele alırsak, elektrik SCADA’sı için kullanılan veri toplama ekipmanları ve SCADA yazılımları, diğer şebeke veri toplama ekipmanları ve SCADA yazılımlarından farklıdır.Bunun nedeni elektrik şebekesinin diğer şebekelere göre daha hassas bir yapıda olmasından kaynaklanmaktadır.

Su şebekesinde meydana gelebilecek 1 saniyelik bir basınç düşüklüğü ile, elektrik şebekesinde 1 saniyelik bir gerilim düşümünün bir endüstri tesisine verebileceği zarar birbirlerinden çok farklıdır. Bu nedenle, Karma SCADA projeleri dizayn edilirken, en hassas şebeke temel alınmalı ve SCADA sistemi bu iskelet üzerine inşa edilmelidir. Proses SCADA’sı ve hatta su, buhar ve doğal gaz şebekelerinden veri toplamak için PLC’ler (programable logic controller)’lar kullanılabileceği gibi, elektrik SCADA’sı için PLC’Ler kullanılmamalıdır. Elektrik SCADA’sı için RTU’lar (remote terminal unit) tercih edilmelidir.

PLC içerisinde önceden yazılmış olan bir program koşar ve tüm proses bu program doğrultusunda yönetilir. PLC’ler herhangi bir durum değişikliğini, sahanın fotoğrafını çektiklerinde anlayacaklarından dolayı, durum değişikliklerinin oluş zamanı olarak sahanın fotoğrafı çekildiği zaman kaydedilir. Bu da gerçekte meydana geliş zamanlarından farklı olacaktır (döngü sürenin uzunluğuna bağlı olarak). Bunun yanı sıra, PLC tüm I/O’ların fotoğrafını aynı zamanda çekeceğinden dolayı, tüm I/O’lar aynı zaman etiketiyle kaydedileceklerdir.

RTU’ların çalışma prensibi ise oldukça farklıdır:

RTU’lar PLC’lerden farklı olarak programlanmazlar, çok basit bir şekilde parametrelendirilirler.

PLC’lerde tüm sinyallerin tanımlanması ve tanımlanan sinyallerin ilgili prosese yönelik olarak belli bir sıra dahilinde işlenmesi yani programlanması gerekir. Bu uzmanlık gerektiren bir işlemdir

RTU’lar da ise saha veriler sadece sinyal yapılarına göre (dijital veya analog; tekli veya ikili durum sinyalleri vb.) tanımlanır. Bunların işlenmesi için bir program yazılmaz. Verilerin yapılarına göre tanımlanması ise bir parametrelendirme işlemidir. Aynı bir koruma rölesinin parametrelendirilmesi gibi. Geri kalan tüm işler RTU’ların içerisinde donanımsal olarak yapılmaktadır. Bu nedenle RTU’lar içerisinde bir program koşmadığından bir döngüden de bahsedilemez. Bu da PLC’lerden farklı olarak algılanan sinyallerin algılandıkları zaman saatiyle etiketlenmelerini sağladığı gibi, döngüsüz çalışmasından dolayı herhangi bir sinyalin algılanmaması riskini ortadan kaldırır. Bunların sonucu olarak sinyaller PLC’lerden farklı olarak, hepsi oluştukları anda etiketlenir. (PLC’silerde ise hepsi aynı t0 anında algılanacaklarından, hepsi aynı zaman işareti ile etiketlenecektir).RTU’ların bu özelliklerinden dolayı, sinyallerdeki durum değişiklikleri, diğer bir deyişle oluşan sinyaller, 1 milisaniye hassasiyetle etiketlenirler. Bu özelliğin bize elektrik şebekesi işletmeciliğinde sağladığı bir çok avantaj vardır. Öncelikle bu özellik sayesinde doğru bir arıza teşhisi yapılabilinir. Kesicilerin açma sürelerinin 80-100 milisaniye arasında olduğu düşünülürse, aynı anda açan fiderlerden hangisinin önce açtığı dolayısıyla hangi fiderin arızaya sebep olduğu, ancak bu kadar hassas bir sistemle teşhis edilebilinir. Böylece bu da bize arıza kronolojisi çıkarma şansı tanır ki, ileride meydana gelebilecek arızalar için önceden önlem alınabilsin. PLC’lerdeki döngü süreleri, yazıldıkları programın boyutuna bağlı olarak, 40 ile 500 milisaniye olabilir. Diğer bir deyişle, elektrik SCADA’sında veri toplama ünitesi olarak PLC’Lerin kullanılması durumunda, yukarıda bahsedilen arıza teşhisini yapma şansı hiç yoktur.

1. Anonsiyatörler

Rölelerden gelen arıza bilgisini çeşitli şekillerde duyurma işlevini yerine getirirler. Elektrik şebekelerinin yanı sıra başka alanlarda da kullanılan fonksiyonel cihazlardır. En basit modelleri arıza durumunda, görsel olarak ve ses uyarıcısı ile birlikte sistem operatörüne arıza bilgisini ulaştırırlar. Günümüzde bu cihazlar bir mikroişlemci ünitesi ve yazılımlar yardımıyla arıza bilgisini istenen detayda RTU cihazlarına, operatör bilgisayarlarına, olay kaydedicilere ve veri toplama merkezlerine iletme işlevlerini de üstlenmektedirler. Ayrıca üzerinde kendilerine ait bir bellek bulunduran tipleri de mevcuttur. Bu bellek sayesinde anonsiyatör aynı zamanda bir olay kaydedici özelliği kazanmakta, küçük boyutlu sistemler için ilave maliyetleri ortadan kaldırmaktadır. Anonsiyatör cihazları ihtiyaca göre farklı sinyal girişi sayılarına sahip olacak şekilde üretilebilirler. Günümüzde 4, 8, 16, 24, 32 ve 48 girişli anonsiyatör cihazları piyasada ticari olarak yer almaktadır. Üretici firma, ilave özellikler ve özellikle üretimlerindeki kalite unsurlarına bağlı olarak çok geniş bir fiyat aralığında cihazlar bulunmaktadır. Şekil 1’de 16 girişe sahip bir alarma anonsiyatörü görülmektedir.

Telepro - Olay Kaydedici Sistem Ve Scada Sistemlerinin Kiyaslanmasi Şekil 1- 16 girişli bir alarm anonsiyatörü

2. RTU Cihazları

Uzaktan Erişim Ünitesi (RTU) cihazları günümüz dağıtım merkezi otomasyon sistemlerinin çok önemli elemanlarından biri haline gelmiştir. Bu birim anonsiyatörlerden gelen bilgilerin toplanması ve çeşitli formatlarda saklanması işlevini yerine getiren bir ön bellek görevini üstlenmektedir. Gelen verinin niteliğine göre yazılım yetkilendirmesi ile çeşitli birimlere iletimini de üstlenir. RTU’lar mikroişlemci kontrollü cihazlardır. Özellikle son yıllarda GPS teknolojisini kullanarak zaman senkronizasyonlu veri kaydı yapabilen modeller çok uzak mesafeli transformatör merkezlerinin tek merkezden izlenmesi ve kontrolüne imkân sağlamaktadır. Bu özellik geniş alan koruması uygulamalarında önemli bir iletişim esnekliği ve maliyet tasarrufu sağlar. Özellikle son yıllarda SCADA sistemine veri sağlamada kullanılan iletişim standartlarının IEC61850 olarak tek tipe indirgenmesi bütün dünyada ve ülkemizde üzerinde durulan bir konudur. Bu işlem sahadaki bütün röle ve ölçüm cihazlarının bu protokolü desteklemesi ihtiyacı doğurduğundan oldukça maliyetli bir yatırımdır. Ancak RTU ünitelerinin uygun özelliklerde tasarımıyla bu zorunluluğun ortadan aldırılarak önemli bir tasarruf yapılması mümkündür. Örnek bir RTU modeli Şekil 2′de verilmiştir.

Telepro - Olay Kaydedici Sistem Ve Scada Sistemlerinin Kiyaslanmasi Şekil 2 Olay kaydedici yazılımı ara yüz destekli RTU cihazı

3. Olay Kaydediciler

Bu ünite güç sistemi kontrol merkezinde konumlandırılmış ve gelen tüm verileri zaman bilgisi ile kaydeden cihazlardır. Cihaz içindeki verilere yazılım yetkilendirmesi ile çeşitli seviyelerde ulaşılabilir. Bilgilerin analizi sonucunda güç sisteminin davranışı hakkında çok detaylı bilgilere ulaşılabilir. Olay kaydediciler günümüzde bazı rölelerin içinde bir birim olarak da yer almaktadır. Sistem yapısına bağlı olarak çeşitli fiziksel ve teknik özelliklere sahip olabilirler.

Telepro - Olay Kaydedici Sistem Ve Scada Sistemlerinin Kiyaslanmasi