İZGAZ Doğalgaz Dağıtım Şebekelerinde SCADA Sistemi:

SCADA sistemi, doğalgaz dağıtım şebekeleri için teknolojinin ulaştığı en son noktadır. Sistem, şebekenin işletilmesini son derece emniyetli ve verimli bir şekilde desteklerken, bakımını da optimize ederek kolaylaştırır. SCADA sistemi tele gözetim olarak adlandırılır. Sistemin temel fonksiyonu, çelik hat üzerinde kurulmuş olan istasyonları gözlemek, tüm değişimleri ve istenmeyen kritik değerleri anında ANA KONTROL MERKEZİ’NE iletmektir. Bu veri iletişimi normal PTT hatları,özel data hatları, uydu sistemleri,radyo linkler ve İnternet aracılığı ile gerçekleştirilebilir. Bu sayede, çok sayıda istasyon A.K.M’den gözlenmekte ve istenmeyen durumlar karşısında kısa zamanda etkin önlemler alınarak, yerinde müdahaleler gerçekleştirilmektedir. SCADA sistemi bu oluşumuyla, Doğalgaz Şebekelerindeki işletme maliyetlerini büyük ölçüde azaltmakta ve oluşabilecek riskleri ortadan kaldırmaktadır.

Dünya üzerinde SCADA sistemi birçok farklı işletmede uygulanmaktadır. Örneğin, elektrik dağıtım şebekelerinde, petrol boru hatlarında, su boru hatlarında, tren yolu sinyalizasyonunda, büyük endüstri kuruluşlarının otomasyon ağlarında etkin bir şekilde kullanılmaktadır. SCADA sistemi bir otomasyon sistemi olarak nitelendirilmese de, bütünleşmiş bir takım donanımlar ile geliştirilerek etkin bir otomasyon çözümü olarak karşımıza çıkmaktadır. SCADA sistemi açılımına bakıldığında   (Supervisory Control And Data Acqusiation)   denetleyiciye özel kontrol ve veri iletişimi olarak ifade edilmektedir. 

Kocaeli Doğalgaz Şebekesinin SCADA Sistemi

İZGAZ’ın  sahip olduğu SCADA sistemi bir Fransız firması olan “Sevme Informatique” tarafından dizayn edilip 1997 yılında faaliyete geçirilmiştir. Sistemin kurulumunda  teknoloji transferi yapılarak, gelişmiş cihazlar kullanılmış ve güçlü işletim programları ile desteklenmiştir.

Bu gün itibariyle sistem ilerleyen kısımlarda da detaylı olarak açıklandığı üzere,genişleyen lisans sınırlarının tamamını kontrol edebilecek düzeyde revize edilerek güçlendirilmiştir.SCADA sisteminin Bakım, Onarım ve işletmesi İZGAZ A.Ş. bünyesinde oluşturulan SCADA ve OTOMASYON şefliği tarafından yürütülmektedir.  Bu sistem sayesinde, çelik boru hattı üzerinde bulunan şu istasyonlar A.K.M.’den gözlenmekte ve kontrol edilmektedir.

·        Ana Basınç düşürme ve ölçüm istasyonları (RM/A)

·        Kokulandırma (ODOR) istasyonu

·        Koku miktarını ölçen (MEDOR) istasyonu

·        Gömülü vana odaları (VC)

·        Regülâtör istasyonları(DR)

·        Katodik koruma istasyonları(CP)

 A.K.M, SCADA yazılımlarının bulunduğu sistem bilgisayarları, haberleşmeyi sağlayan modemler,48 saat enerji sağlayan kesintisiz güç kaynakları (UPS) ,raporlar için yazıcılar ve bulunduğumuz coğrafik konuma göre uydudan düzenli olarak saat bilgisi alan bir sistem (GPS) ile donatılmıştır. Yukarıda belirttiğimiz istasyonlarda ise, istasyonunun işlevine göre konfigüre edilmiş bilgisayar vazifesi gören elektronik kartlar (RTU terminalleri),gerekli parametrelerin elde edilmesi için çeşitli sensörler ve haberleşmeyi sağlayan modemler bulunmaktadır. Bu ekipmanların ve bağlantılarının tümü gazlı ortamlar için üretilmiş(ATEX) ve bir kıvılcım oluşmaması için tam koruma sağlanmıştır. Merkez ile istasyonlar arasındaki her türlü haberleşme ve bilgi alışverişi PTT hatları üzerinden modemler,GPRS,Liesed Line ve (Telsiz)Radyo frekans ile gerçekleştirilir.

Kocaeli şebekesinde, biri doğu RMS/A istasyonuna diğeri Batı RMS/A’da bağlı olmak üzere iki adet GPRS hattı bulunmaktadır. Bu iki data hattı internet vasıtası ile online olarak SCADA merkezine bağlıdır. Bu hatlar sayesinde merkez ile istasyonlar arasında daimi bir bilgi alışverişi sağlanır.GPRS iletişimi İzgaz bünyesine 2007 yılı Eylül ayında entegre edilmiş olup 2008 yılında Scada merkezine bağlı olan tüm istasyonlarda PSTN hatlarını iptal ederek GPRS entegrasyonu tamamlanması hedeflenmektedir.

İstasyonlarda bulunan RTU terminalleri bir yazılım ile konfigüre edilen mikro kontrolör vazifesi görürler. Bu terminallere, bağlı bulunan sensörlerin set değerleri ve anahtarların pozisyonları girilir. RTU terminali anahtarların pozisyonu değiştiğinde veya sensör set değer aralığının dışında bir değer oluştuğunda modem aracılığıyla otomatik olarak SCADA merkezini arar. Merkezdeki modem sinyali aldıktan sonra bilgiyi ana bilgisayara aktarır. Ana bilgisayar bilgiyi alır ve kendi bünyesindeki bilgiler ile karşılaştırır (Ana bilgisayarda da RTU terminallerinde bulunan set değerlerinin ve anahtar pozisyonlarının girildiği bir program mevcuttur). Ve alarmik durum ana bilgisayar tarafından hem bilgisayar ekranına yansıtılır hem de sesli bir sinyal olarak oluşturulur.

Merkezde bulunan ana bilgisayar ve yedek bilgisayarlar C ++ program diliyle geliştirilen ve UNIX İşletim Sistemi altında çalışan “UNI 1000” yazılımına sahiptir. Bu işletim programı her istasyonun sanal görüntüsünün ve parametrelerinin bulunduğu bir grafik programı (Explotation) ve her türlü parametrenin bilginin grafiksel olarak ifade edildiği bir analiz programı (Courb X) ile paralel çalışır. Bu üç program yine Sevme firması tarafından özel olarak geliştirilmiştir. Merkezdeki ana bilgisayar her gün periyodik olarak her istasyonu istenilen zaman aralıklarında tek tek sorgular, istasyona ait parametre bilgilerini bünyesine alır ve saklar. Bu sorgulamalarda alınan bilgiler bir sonraki sorgulamaya kadar veya herhangi bir alarm oluşana kadar grafiksel olarak bilgisayar ekranında görüntülenir. Ayrıca istenildiği anda merkezden herhangi bir istasyon sorgulanabilir.

 Yine bu bağlamda Scada merkezine gelen verileri hem İzgaz bünyesindeki departmanlara ve dileyen İzgaz müşterilerine kendi istasyonlarına ait tüm verileri kendilerine verilen kullanıcı adı ve şifreyi girerek internet ortamında izleyebilecek,üretim ve planlamaları için geçmişe dönük verileri kullanarak,ileriye yönelik dizaynlar yapabileceklerdir.

         SCADA sistemine ait ölçümler ve tüm parametre verileri 18 ay boyunca bilgisayarın bünyesinde saklanır ve istenildiğinde 18 ay boyunca gerçekleşen tüm olaylar rapor edilebilir. Bunun yanı sıra SCADA genelinde oluşan bütün alarmlar yapılan tüm değişiklikler olay olarak nitelendirilir ve bir olay gerçekleştiği anda (gün/ay/yıl/saat:dakika) merkezde bulunan bir yazıcı tarafından basılarak rapor edilir.

İSTASYONLARIN BİLGİSAYAR EKRANINA YANSIMASI

İstasyonların sanal görüntüsünün ve parametre değerlerinin bilgisayar ekranına aktarılması kullanılan işletim programları ile sağlanır. Alarmik bir durumda bu görüntüler ve değerler renk değiştirerek kırmızı renge bürünürler. Ekranda bulunan tüm bilgiler en son sorgulama veya haberleşme esnasında elde edilen verileri ifade eder. GPRS ve RF

modemlerinin bağlı olduğu istasyonların görüntüsü ve bilgileri ise anlık verilerdir.

Bu bilgisayar ekranında (yukarıda),İzmit doğalgaz şebekesinin çelik boru hattı üzerinde yer alan ve SCADA bağlantısı bulunan istasyonların tamamı görüntülenmektedir. Herhangi bir alarmik durumda, alarmın hangi istasyonda oluştuğunu görebilir ve o istasyonun görüntüsünün bulunduğu ekrana geçiş yapabiliriz. Ayrıca GPRS ve RF data hattının bulunduğu istasyonlara ait anlık basınç değerleri bu ekran üzerinde yer alır. SCADA sistemine bağlı tüm telefon ve enerji hatları, katodik koruma değerleri, gömülü vana odalarındaki su miktarı (VC SU) ilgili istasyonların şemalarından da toplu olarak görüntülenebilir.

REGÜLATÖR İSTASTONU (DR)

Bu regülatör istasyonları çelik hat üzerinde 15/23 bar’lık doğalgaz basıncını filtreleyerek ve regüle ederek 4 bar’a(Müşteri istasyonları isteğe göre regüle edilebilir) indirmekte ve polietilen şebekeyi beslemektedir. Bu bilgisayar ekranında regülatör istasyonunun durumunu yansıtan bilgiler bulunmaktadır. İzmit doğalgaz şebekesinde bulunan regülatör istasyonları 2 giriş hattına ve 1 çıkış hattına sahiptir.

 Her iki giriş hattında, giriş ve çıkış vanaları, fark basınç sensörü (D.P.T.) bağlanmış bir filtre ve bir regülatörden oluşmuştur. Bu iki hat birbirlerini yedeklemek üzere dizayn edilmiştir. Çıkış hattı ise tüketimi gösteren bir sayaç, çıkış basıncını gösteren bir manometre ve sensörü, sıcaklık sensörü (PT 100) ve yalıtım contasından oluşmuştur. Giriş hattının da basınç sensörlü bir manometresi ve yalıtım contası bulunmaktadır. Ayrıca kabin içinde, kapıların, regülatör emniyet vanasının, telefon ve enerji hattının durumunu gözlemek için RTU terminaline bağlanmış anahtarlar mevcuttur.

Sensörlerin ve anahtarların tamamı kabin içinde bulunan RTU terminaline bağlıdır ve RTU terminali bu ekipmanların tamamından her 6 sn`de bir bilgi alır. Bu bilgiler bir sorgulama esnasında veya alarmik bir durumda SCADA merkezine iletilir. Regülatör istasyonuna ait ölçüm değerleri şekilde olduğu gibi ilgili sembollerin yanında, anahtar bilgileri ise ekranın sağ tarafında sembolleştirilerek görüntülenir. Ekran üzerinden istasyonun en son sorgulandığı tarih ve saat bilgileri, istasyonun şebekede bağlı olduğu vana odalarının görüntüsü yer almaktadır. Yine ekran üzerinden “Tüketim DR….” yazılı kutudan, istasyona  ait günlük ve saatlik tüketim değerlerine ulaşılabilinir. Ayrıca tüm istasyon görüntülerinden İzmit şebekesinin bulunduğu ekrana geçiş yapabiliriz.

DR lerin enerji ihtiyaçları güneş panelleri,UPS veya Lityum Piller ile sağlanmaktadır.Güneş panelleri veya UPS tüm şebekeye yayılarak pil tüketimine son verilmesi planlanmaktadır.

GÖMÜLÜ VANA ODALARI (VC) 

Gömülü vana odaları, 15/23 bar`lık çelik hat üzerinde bulunan, uzaktan kumandalı elektrikli vanalar ile donatılmış SCADA sistemine bağlı istasyonlardır. 12" lik vana ana hat üzerinde,6 " lik iki adet vana ise by-pass hattı üzerinde yer almaktadır.Ekran üzerinde mavi renkte görünen vanalar açık,beyaz renkte olanlar konumu belirsiz,kırmızı renkte görünen vanalar kapalı pozisyondadır. Ayrıca ekranda ana hattın sol tarafında bağlı görünen bir voltmeter sembolünden (VT) Katodik koruma değerleri izlenir.Katodik koruma çelik şebekenin korozyona maruz olmaması için önemli ve izlenmesi gereken bir parametredir.Bu değerler tespit edilen aralığından yüksek veya fazla ise boru korozyon tehdidi altında anlamına gelir ki böyle bir durumda Scada merkezine hem görsel hemde işitsel alarm olarak alarm gelmekte personel ise bu durumu anında ilgili teknik birime bildirerek gereken önlemin en kısa sürede alınmasını sağlamaktadır. Yine ekrandaki diğer  semboller vana odasına ait bilgileri içerir. Vana odaları yolun alt kısmına inşa edildiği için bir su seviye sensörü ile  donatılmıştır. Bu sensör belirli bir su seviyesinin üstünde ekipmanın zarar görmemesi için alarm vermektedir. Emniyet acısından tasarlanan ve projelendirilen 22 tane vana odası SCADA merkezinden kontrol edilebildiği gibi manuel olarak oda içerisinden de kontrol edilebilir.Doğal afetlerde veya olağan dışı durumlarda uzaktan kumanda ile bu vanaların en kısa sürede kapatılması gerekliliği düşünülerek A.K.M ile VC ler arasındaki haberleşme hem normal telefon hattı hemde RF(Telsiz)ile yapılabilecek şekilde,vana motorları 220V enerji ihtiyacı ise RTU kabinlerine yerleştirilen Kesintisiz güç kaynakları ile desteklenmiştir.2008 yılı içerisinde vana odaları için kullanılan PSTN modemleri GPRS ile değiştirilecek ve böylece veri okuma ve konut yollama işlemleri maksimum hıza çıkartılmış olacaktır.

 RMS/A REGÜLASYON VEÖLÇÜM İSTASYONLARI ( DOĞU,BATI,İLİMTEPE )

Kocaeli doğalgaz dağıtım şebekesinin gaz beslemesi RMS/A ölçüm istasyonlarından gerçekleştirilir. RMS/A regülasyon ve ölçüm istasyonlarında birbirini yedekleyen 2,3 veya 4 hat mevcuttur. Her hat da, manuel giriş vanası,uzaktan kumandalı elektrikli çıkış vanası, fark basınç sensörlü debi ölçer (Orifis plate;çok hassas debi değerlerini basınç farkından yola çıkarak ölçebiliyor.),Türbünmetre,iki basınç Transmitteri ve iki sıcaklık Transmitteri bulunmaktadır. Ayrıca ana giriş/çıkış basıncını gösteren mekanik manometre  ve transmitter bulunmaktadır. Bu ekipmanların tamamı ölçüm değerlerini kullanarak düzeltilmiş endeksi hesaplayan her hat için özel flow-computer`e ve kontrol amaçlı RTU’ya  bağlıdır. İstasyonda bulunan RTU terminali ise basınç;sıcaklık,vana pozisyonları,Gaz analiz cihazı ve geçen gazın ölçüm değerlerini almak için Scada merkezine direk bağlanmıştır. Bu istasyon SCADA Merkezine data hattı üzerinden bağlı olduğu için ekranda görünen bilgilerin tamamı anlık değerlerdir. Ayrıca ekranda her  hattın günlük ve saatlik tüketim değerleri yer almaktadır.