Jakie funkcjonalności sterowników PLC są kluczowe w branży wodno-kanalizacyjnej

Instalacje w branży wodno-kanalizacyjnej to miejsce, w którym sterowniki PLC chętnie używane są od wielu lat. Z czasem jednak znacznie wzrosły wymagania stawiane tym urządzeniom. Kiedyś wystarczające było zapewnienie podstawowego sterowania, dziś kluczowymi funkcjonalnościami staje się dostęp zdalny, integracja z systemami informatycznymi oraz wszystko, co wiąże się z cyberbezpieczeństwem. Poznajmy kluczowe funkcjonalności współczesnych sterowników PLC, które mogą mieć praktyczne zastosowanie w branży wod-kan.

Zdalny monitoring i sterowanie

Sterowniki PLC w branży wod-kan z powodzeniem mogą być wykorzystane do zdalnego monitoringu i sterowania. Aby było to możliwe, bardzo istotne znaczenie ma możliwość obsługi wielu protokołów komunikacyjnych (Modbus, Profibus, Profinet, OPC UA, Ethernet/IP, MQTT i inne). Dzięki temu sterownik PLC może komunikować się z urządzeniami różnych producentów i generacji. W praktyce oznacza to, że przepływomierze, czujniki ciśnienia czy urządzenia starszego typu mogą być podłączone do jednego systemu – bez konieczności wymiany całej infrastruktury. Pracownicy nie muszą martwić się o kompatybilność sprzętu.

Drugim istotnym aspektem jest możliwość integracji z systemami do zdalnego podglądu i zarządzania (SCADA, Webvisu/HTML5). Dzięki niej operatorzy mogą na bieżąco śledzić parametry sieci z dowolnego miejsca, również spoza zakładu, przez Internet. Wystarczy do tego smartfon lub tablet. Ułatwia to reagowanie na alarmy i pozwala szybciej podejmować decyzje.

Nie bez znaczenia jest również możliwość zdalnego programowania i aktualizacji sterownika. Inżynierowie i serwisanci mogą wgrywać zmiany w sterowaniu bez fizycznego dojazdu do obiektu, dzięki czemu skraca czas reakcji na awarię i zmniejsza koszty utrzymania infrastruktury.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Możliwość podglądu prac przepompowni, studni czy oczyszczalni bez potrzeby wyjazdu na obiekt.
• Oszczędność czasu i kosztów – mniej interwencji „na ślepo”, szybka diagnoza awarii.
• Zdalne sterowanie pompami, zaworami, mieszadłami w sytuacjach awaryjnych.
• Możliwość aktualizacji i zmian ustawień systemu bez przerywania pracy obiektu.

Rejestracja i archiwizacja danych

Zadaniem sterowników PLC jest nie tylko sterowanie urządzeniami, ale także zbieranie, a często również archiwizacja danych z procesu. Dane pomiarowe, takie jak ciśnienie, przepływ, poziom czy jakość wody, są rejestrowane automatycznie, co eliminuje konieczność ręcznego zapisywania odczytów. To oszczędność czasu i przede wszystkim mniejsze ryzyko wystąpienia błędu ludzkiego.

Zebrane dane są rejestrowane, np. do celów raportowania lub zgodnie z przepisami prawa. Dane archiwalne mogą być wykorzystane podczas kontroli instytucji nadzorczych (np. WIOŚ czy Sanepid). Ułatwia to spełnienie wymogów prawnych i przygotowanie raportów.

W celu skutecznej rejestracji danych sterowniki potrafią współpracować z bazami danych SQL, a także wykorzystywać pliki CSV. Zebrane dane można łatwo eksportować i analizować w systemach biurowych lub specjalistycznych bazach danych. Dzięki temu kierownictwo i technolodzy mają łatwy dostęp do pełnych zestawień pracy sieci.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Pełna historia pomiarów (ciśnienia, przepływu, jakości wody) przydatna do raportów dla WIOŚ/Sanepid.
• Ułatwione wykrywanie anomalii, np. skokowego wzrostu zużycia wody czy nieszczelności sieci.
• Dane mogą być analizowane i porównywane w czasie, co pomaga w planowaniu inwestycji i remontów.

Sterowanie i automatyzacja procesów

Sterowanie procesami technologicznymi to „od zawsze” podstawowe zadanie sterowników PLC, ale wspomnijmy dziś i o nim. Sterowanie pompami czy zaworami, np. w procesie pompowania ścieków czy napełniania zbiorników, odbywa się automatycznie, przez co zmniejsza potrzebę obsługi manualnej i pozwala skupić się pracownikom na nadzorze systemu. Zwiększa to również kompetencje pracownika.

Sterowniki PLC są dziś bardzo wydajne, co ułatwia automatyczną regulację w oparciu o wartości zadane (np. poprzez regulator PID), nawet w przypadku dużych i skomplikowanych instalacji. Poprzez regulator PID mamy możliwość samoczynnego utrzymywania stabilnego ciśnienia lub poziomu w zbiornikach. Zapewnia to ciągłość i bezpieczeństwo pracy instalacji.

Istotnym aspektem jest również możliwość programowania sterownika we wszystkich językach zgodnie z normą IEC 61131-3. Ułatwia to dopasowanie logiki sterowania do potrzeb danego obiektu, a także pozwala programistom i serwisantom pracować w języku, w którym najlepiej się czują.

W wielu sytuacjach bardzo przydatne może okazać się sterowanie zdalne za pośrednictwem radiomodemów. Obiekty oddalone od siebie mogą być zintegrowane w jeden system bez konieczności budowy kablowej infrastruktury. Operator widzi wszystkie przepompownie i stacje w jednym panelu.

Zobacz opis przykładowej aplikacji wizualizacyjnej z wykorzystaniem sterownika Horner.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Automatyczne dostosowanie pracy pomp i zaworów do aktualnych potrzeb sieci (np. PID dla utrzymania ciśnienia).
• Zmniejszenie ręcznej obsługi – operatorzy nadzorują, a nie „biegają do każdego zaworu”.
• Zmniejszenie ryzyka błędu ludzkiego – stabilne i powtarzalne sterowanie.
• Przykłady: automatyczna rotacja pomp, sterowanie w oparciu o poziom ścieków w zbiorniku.

Możliwość rozbudowy i skalowalność

W przypadku współczesnych systemów sterowania zwykle zakładana jest możliwość ich rozbudowy. Dlatego bardzo istotną cechą sterowników PLC jest ich skalowalność, którą gwarantuje modułowa budowa i architektura sterowania. Zapewnia ona łatwość w dodawaniu kolejnych modułów I/O lub komunikacyjnych. Gdy pojawi się potrzeba podłączenia nowych czujników lub urządzeń pomiarowych na obiekcie, można to zrobić bez wymiany i zatrzymania pracy sterownika.

Wraz z rozbudową sieci wod-kan poprzez np. nowe studnie czy przepompownie, rośnie cały system automatyki. Nie trzeba zmieniać całej architektury, wystarczające jest przemyślane dodanie kolejnego połączenia równoległego/szeregowego bądź rozbudowa programu sterującego (również z rozdzieleniem na oddzielne wątki).

W wielu sytuacjach bardzo cenna może okazać się możliwość zastosowania urządzeń zintegrowanych PLC+HMI+IO. Kompaktowa budowa, mniej urządzeń i przewodów – oznacza łatwiejszy montaż, szybszy serwis i mniejsze ryzyko awarii.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Elastyczność dopasowania systemu do rosnącej infrastruktury (nowe przepompownie, ujęcia wody).
• Kompaktowość rozwiązań upraszcza montaż i serwis.
• Łatwość rozbudowy o dodatkowe sygnały wejść/wyjść bez wymiany całego systemu.

Obsługa sygnałów analogowych i cyfrowych

Sterowniki PLC obsługują wszystkie typowe pomiary w branży wod-kan, więc jeden system zapewnia pełną kontrolę nad obiektem. Wejścia/wyjścia cyfrowe i analogowe pozwalają na podłączenie czujników przepływu, poziomu, ciśnienia, jakości wody (pH, przewodność, mętność). Obsługiwane są przetworniki prądowe (mA), napięciowe (V), sygnały impulsowe z przepływomierzy, szybkie liczniki (HSC) oraz wyjścia PWM do precyzyjnego pomiaru impulsów, szczególnie istotne przy przepływomierzach i systemach wymagających dużej dokładności pomiaru.

Dzięki uniwersalności wejść nie ma ograniczeń co do rodzaju czujników i można stosować urządzenia od różnych producentów dostępnych na rynku.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Uniwersalność – obsługa sygnałów prądowych, napięciowych i impulsowych w jednym sterowniku.
• Precyzyjne pomiary pozwalają szybciej reagować na pogorszenie jakości wody czy awarie pomp.
• Bezpośrednia obsługa czujników.

Raportowanie, alarmowanie i diagnostyka

Nowoczesne sterowniki PLC potrafią generować alarmy i powiadomienia (przez SMS, e-mail, sygnalizację świetlną/dźwiękową). Operator otrzymuje natychmiastową informację o problemie, nawet jeśli nie ma go fizycznie na obiekcie. Skraca to czas reakcji i ogranicza skutki awarii.

Istotną funkcjonalnością jest również samodiagnostyka i rejestracja błędów (debugowanie). Sterownik wykonuje testy „w locie”, sam wykrywa problemy i zapisuje ich historię.

Uzupełnieniem jest obsługa wizualizacji przez kamerę USB. Operator może podejrzeć obraz z obiektu bez dodatkowych systemów CCTV, co może być przydatne do szybkiego diagnozowania w sytuacjach awaryjnych.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Natychmiastowe alarmy SMS/e-mail – pracownik dowiaduje się o problemie, zanim mieszkańcy zostaną pozbawieni dostępu do wody.
• Dzięki kamerze możliwy jest łatwy podgląd obrazu z obiektu.

Harmonogramy

Sterowniki PLC umożliwiają harmonogramowanie pracy pomp (np. rotacja pracy, tryby oszczędzania energii w określonych porach doby). Automatyczne zarządzanie pompami pozwala oszczędzać energię i równomiernie eksploatować urządzenia, co przedłuża ich żywotność.

Dodatkowo sterowniki PLC potrafią również obsługiwać receptury i pliki konfiguracyjne. Umożliwia to łatwe wgrywanie sterowania przepompowniami z kart uSD czy poprzez FTP, co jest bardzo przydatne do szybkiej rekonfiguracji systemu dla różnych stref działania.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Harmonogramy pracy pomp = oszczędność energii (np. nocne tryby ECO).
• Funkcja rotacji pracy pomp – równomierne zużycie, mniej awarii.
• Łatwa rekonfiguracja przepompowni z plików (np. z karty SD), co skraca czas serwisu.
• Wbudowana diagnostyka pozwala szybciej znaleźć przyczynę usterki.

Niezawodność i odporność środowiskowa

Nowoczesne sterowniki PLC zapewniają wysoką niezawodność i odporność na czynniki zewnętrzne. Są odporne na wilgoć, pył, temperatury, zakłócenia EMC i przystosowane do trudnych warunków pracy w przepompowniach czy studniach, nie wymagając dodatkowej ochrony. Dzięki możliwości zastosowania zasilania awaryjnego (np. podtrzymania z UPS) w przypadku braku zasilania system utrzymuje działanie kluczowych funkcji i nie traci danych.

Bardziej rozbudowane sterowniki PLC obsługują redundancję sterowania oraz komunikacji, co ma kluczowe znaczenie w instalacjach krytycznych. W przypadku dużych instalacji infrastruktury krytycznej możliwe jest zdublowanie sterowników – dzięki temu awaria jednego nie powoduje zatrzymania całej oczyszczalni.

Bezpieczeństwo/cyberbezpieczeństwo

Wymagania z zakresu bezpieczeństwa i cyberbezpieczeństwa są dziś niezwykle istotne. Współczesne sterowniki PLC oferują wiele funkcji pozwalających zapewnić najwyższy poziom bezpieczeństwa instalacji.

Dzięki kontroli dostępu do sterownika (autoryzacja użytkowników, zabezpieczanie dostępu do programu i konfiguracji) tylko uprawnieni pracownicy mogą dokonywać zmian w sterowaniu, co chroni system przed nieautoryzowanymi ingerencjami.

Komunikacja ze sterownikiem może być szyfrowana, np. dzięki technologii VPN. Dzięki temu dane przesyłane między obiektami są zabezpieczone poprzez użycie certyfikowanych protokołów, co pozwala zapobiec przechwyceniu ich przez osoby z zewnątrz.

Współczesne sterowniki PLC spełniają normy bezpieczeństwa (np. IEC 62443), co ułatwia spełnienie wymagań audytów i podnosi poziom bezpieczeństwa systemów.

Dowiedz się więcej na temat IEC62443 oraz dyrektywy NIS2 z naszego artykułu Dyrektywa NIS2. Cyberbezpieczeństwo systemów automatyki przemysłowej

Integracja z systemami nadrzędnymi

Możliwość integracji z nadrzędnymi systemami informatycznymi to jedno z ważniejszych wymagań stawianych sterownikom PLC. Wymiana danych z systemami zarządzania przedsiębiorstwem jest nieodzownym elementem systemu sterowania. Informacje z obiektów technicznych trafiają bezpośrednio do systemów zarządczych, co pozwala kierownictwu podejmować decyzje w oparciu o aktualne dane.

Sterowniki PLC muszą gwarantować możliwość połączenia i kompatybilność z systemami ERP, GIS, czy DMS. Dane o zużyciu energii, przepływach i jakości wody mogą być analizowane w systemach planistycznych i geoinformatycznych. Dzięki temu łatwiej planować modernizacje, inwestycje i optymalizować koszty.

Realne korzyści dla pracowników/obsługi:

• Dane z obiektów mogą być automatycznie przekazywane do ERP, GIS czy systemów raportowych.
• Łatwe planowanie eksploatacji sieci, kontrola zużycia energii, tworzenie bilansów wodnych.
• Raporty generowane automatycznie = mniej „papierologii”.

Rekomendacja ASTOR

Firma ASTOR od wielu lat wspiera przedsiębiorstwa wodociągowe i kanalizacyjne w zakresie automatyzacji.

W naszej ofercie proponujemy dwa główne rozwiązania sterowników PLC, dopasowane do różnych zastosowań.

Dowiedz się więcej o ofercie firmy ASTOR dla branży wod-kan oraz naszych referencjach.

Sterowniki Horner APG – dla małych i średnich systemów sterowania

Sterowniki Horner APG to kompaktowe urządzenia, które integrują w jednej obudowie sterownik PLC, panel operatorski HMI i moduły wejść/wyjść (I/O). Dzięki temu są niezwykle praktyczne w zastosowaniach typowych dla wielu firm z branży wod-kan. Doskonale sprawdzą się wszędzie tam, gdzie liczy się szybki montaż, prostota obsługi i niskie koszty utrzymania, a więc w:

• małych przepompowniach,
• hydroforniach,
• studniach głębinowych,
• lokalnych oczyszczalniach.

Cechy charakterystyczne oferty Horner:

Kompaktowość i prostota – jedno urządzenie zamiast kilku, mniej kabli, łatwiejszy montaż i serwis.

Uniwersalność – obsługa wielu protokołów (Modbus, Profinet, Ethernet/IP, MQTT), sygnałów analogowych i cyfrowych.

Zdalny dostęp – wbudowane funkcje SCADA, alarmy SMS/e-mail, zdalne programowanie.

Elastyczność rozbudowy – modułowa budowa, możliwość łatwego dodania nowych wejść/wyjść.

Odporność środowiskowa – niezawodna praca w trudnych warunkach (wilgoć, pył, zakłócenia EMC).

Ekonomiczność – bardzo dobry stosunek możliwości do ceny

Sprawdź ofertę sterowników zintegrowanych z panelem operatorskim w sklepie internetowym firmy ASTOR.

Sterowniki Emerson – dla dużych systemów i infrastruktury krytycznej

Sterowniki i kontrolery Emerson są szczególnie polecane wszędzie tam, gdzie kluczowa jest najwyższa niezawodność, skalowalność i bezpieczeństwo. Jest to optymalne rozwiązanie dla dużych obiektów i infrastruktury krytycznej.

Cechy charakterystyczne oferty EMERSON:

Redundancja systemu – możliwość pracy w układach zdublowanych (Hot-Standby), co zapewnia ciągłość działania nawet w przypadku awarii sterownika.

Wysoka wydajność obliczeniowa – przystosowane do sterowania skomplikowanymi procesami i dużymi sieciami obiektów.

Zaawansowane bezpieczeństwo – zgodność z normami cyberbezpieczeństwa (IEC 62443), kontrola dostępu i szyfrowana komunikacja.

Integracja z systemami nadrzędnymi – łatwa współpraca z systemami ERP, GIS, DMS i centralnymi systemami zarządzania przedsiębiorstwem.

Niezawodność przemysłowa – bardzo wysoka odporność środowiskowa i wieloletnia trwałość w trudnych warunkach pracy.

Wsparcie dla dużych projektów – bogata oferta modułów komunikacyjnych, narzędzia do programowania i integracji na skalę całego zakładu lub sieci wodociągowej.

Sprawdź ofertę kontrolerów Emerson PACSystems RSTi-EP w sklepie internetowym firmy ASTOR.