DCS (Distributed Control Systems) teknolojileri ilerleyen yarı iletken teknolojisi, programlama dilleri ve sadeleşen haberleşme altyapıları sayesinde her geçen gün gelişiyor. Emerson Process Management – 1960’ta Westinghouse WDPF ile başlayıp günümüzde Ovation DCS çözümleri ile bu teknolojik gelişmelerde öncülük yapmaktadır. Bu yazımızda da DCS sistemlerindeki en son teknolojileri ele alacağız.
Ovation DCS kontrol sistemlerine ilk kurulduğu günden bu yana sürekli gelişen ileri kontrol ve optimizasyon, ileri simülasyon uygulamaları, türbin kontrol sistemlerindeki ilerlemeler ve birçok yenilik eklendi. Son 1-2 yılda teknolojik gelişmelerden faydalanan sistemlerimize fark yaratıcı özellikler de ekleyerek benzer çözümlerin bir adım önüne geçtik. Anlatacağımız yenilikleri kısaca aşağıdaki başlıklar altında toplayabiliriz;
- DCS sistemlerine entegre Vibrasyon kontrol ve izleme sistemleri (OVATION MHM)
- DCS sistemlerine entegre OEM bağımsız generatör ikaz sistemleri (OVATION DGC)
- DCS sistemlerine entegre simülasyon çözümleri (OVATION High Fidelity Simulations)
- DCS sistemlerinde Sanallaştırma Çözümleri
1-Vibrasyon Kontrol ve İzleme Sistemlerinin DCS’e Entegrasyonu
Enerji Santrallerinde ayrı sistemleri yönetmek ve senkronize etmek kompleks ve zaman alıcı olabilir. Santralinizin çalışması için birçok sistemin beraber yönetilmesi ve bakım personelinin bu sistemlere hakim olması gerekliyken; bunların planlanması, eğitimlerinin verilmesi, işletme arızalarının giderilmesi ve sistemlerde uzmanlaşmak yorucu ve kontrolü zor bir hal almaktadır. Bu sıkıntılardan bir miktar da olsa kurtulmak adına Emerson Ovation™ Machinery Health Monitor™ – MHM™ (Makina Sağlığı İzleyicisi) sistemlerini geliştirerek devrimci ve kararlı çözümleri ile varlık yönetimi, kestirimci bakım, koruma ve proses kontrolünü DCS sisteminin içine katarak sadeleştirmiş oldu. Makina sağlığı ve koruması fonksiyonları ile Ovation dağıtılmış kontrol sistemlerinin birleştirilmesi sayesinde kullanıcılar daha kolay sistem upgrade’leri, daha kolay bakım ve kullanım imkanlarına kavuşarak daha güvenli altyapıya sahip oluyor.
Ovation – Machinery Health Monitor™ enerji santrallerinin en kritik ekipmanlarından olan Buhar Türbinleri ve Generatörleri, Gaz Türbinleri, Hidroelektrik Türbinler, Kazan Besleme Pompaları, Motorlar, Turbo Blower’lar, Santrifüjleri koruma ve izleme imkanı sağlar.
Tek Platform
Ovation DCS sistemleri altyapısında herhangi bir I/O modülü gibi tasarlanmış, sadece makina sağlık fonksiyonlarına adanmış bir modül sayesinde sisteme en kolay şekilde entegre edilmiş bir yapıya sahiptir. Vibrasyon Kontrol ve Koruma sisteminin DCS içinde entegre bir çözüm olarak yer almasının avantajları; MHM™ Vibrasyon Kontrol ve Koruma Sistemlerinin Özellikleri
- Entegrasyon risklerinin azaltılması sayesinde güvenilirliğin artması
- Bilgi güvenliği düzeyinin artması sayesinde her ülkedeki Bilgi Güvenliği regülasyonlarını kolayca karşılaması
- Olayların kök-neden (root cause) analizini kolaylaştırma
- Doğrudan Ovation DCS alarm, trend, geçmiş data analizi fonksiyonlarını kullanması sayesinde ana hareketli parçanın analizi ve arıza giderme konularında daha doğru sonuçlar sunma
- Aynı Operatör bilgisayarından tüm santralin fonksiyonlarını izleme ve kontrol sayesinde operatörlerin daha verimli çalışması
- Aynı mühendislik araçlarını DCS ve Vibrasyon için kullanarak daha basit ve sorunsuz yapıda sistem dizaynı
- İşletme OPEX giderlerini, yedek malzeme ve personel eğitim ihtiyaçlarını en aza indirmesi
Ovation – Machinery Health Monitor™ doğrudan standart I/O base’ine takılabilir ve bu sayede Ovation işlemcisi ile doğrudan haberleşebilir. Diğer I/O kartlarından ekstra olarak aşağıdaki sensör tiplerinin bağlantısını mümkün kılmaktadır;
- Piezo hız sensörleri
- Eddy akımı sensörleri
- Piezo ICP hız sensörleri
- Piezo dinamik basınç
- Hareketli bobin hız sensörleri
- AC input
- DC input
2- DCS sistemlerine entegre OEM bağımsız generatör ikaz sistemleri
Enerji santrallerinde generatörlerin tamamı mutlaka sisteme reaktif güç desteği sağlayarak enerji iletim sistemlerinde şebeke güvenilirliğini sürdürmelidir. Enerji santrallerinin tepki sürelerinin önemini enerji arzındaki yetersizlik, enerji talebinin artması ve yeni santrallerin yapımının zaman alması ciddi miktarda artırmıştır. Bu sebeple santral operatörleri için AVR’lerin efektif performans göstermesi, hızlı şekilde gerilim seviyelerini ayarlayabilmesi ve şebeke stabilitesini sağlaması kritik önem arz etmektedir.
Emerson Process Management Ovation™ kontrol sistemi Ethernet tabanlı haberleşme altyapısı ile Emerson DEC™ ikaz sistemine bağlantısı mümkündür. Bu entegrasyon enerji üretim prosesini tek bir ekrandan izleme ve kontrol etme imkanı sağlayarak işletme operatörlerinin ikaz sistemindeki operasyonları kolaylıkla takip etmelerine imkan verir.
Günümüzün ileri teknolojili santralleri çok çeşitli ekipmanlar ve bunlarla ilgili kontrol sistemelerini bünyesinde barındırır. Bu çeşitlilik maliyetleri artırdığı gibi verimlilik ve işletme problemlerini beraberinde getirir. Bahis konu olan kontrol sistemlerinin entegrasyonu hem yatırım maliyetlerini azalttığı gibi hemde operasyonel anlamda ve bakımlarda büyük kolaylıklar sağlar.
Emerson’un geliştirmiş olduğu bu entegrasyon çözümleri müşterilerine ikaz sistemleri ile kontrol sistemleri arasındaki daha güvenilir, arıza ihtimalleri daha düşük arayüz sağlar. Bu arayüz santral operatörlerine AVR’nin durumu, generatör gerilimi, alan akımı ve regülatör alarmlarını görmelerini sağlar. Bu entegrasyon aynı zamanda gerilim regülatörü kontrol arayüzünü Ovation DCS operatör bilgisayarından kontrol edilmesini sağlar. Operatörler aynı zamanda istedikleri kontrolü ikaz panosunda bulunan arayüz bilgisayarından da yapabilirler.
İkaz Sistemlerinin DCS üzerinden yönetilmesi
DCS sistemine entegre bir ikaz sisteminde kolaylıkla santral operatörleri herhangi bir operatör istasyonundan ikaz sistemi ile ilgili arayüz sayfasında seçilebilir modlar üzerinden ikaz sisteminin kontrolünü sağlayabilir. AC mod seçildiğinde terminal gerilimi kontrolü mümkün olduğu gibi DC modda generatör alan akımı kontrol edilebilir. Veya base modda alan akımını step step yükseltip alçatarak loop kontrolden bağımsız olarak manuel olarak kontrol edebilirler. Otomatik modda ise sistem kendisi set edilen alan akımı ve üretilecek çıkış gerilimini otomatik olarak ayarlayacaktır. Tek grafik arayüzü sayesinde operatörler kafa karışıklığına mahal vermeden tek PC ile tüm santralin kontrolünü ve izlemesini rahatlıkla gerçekleştirebilecektir. Dinamik görüntü imkani sunan bu arayüz grafikleri müşterilerin istediği şekilde dizayn edilebilmektedir. Operatörler aynı zamanda entegre alarm sistemi sayesinde farklı ekranları kontrole gerek kalmaksızın, DCS’e taşınmış olan ikaz sistemi ile ilgili alarm ve event’leri doğrudan görebilir ve zamanında müdahale gerçekteştirebilir.
Entegrasyonun getirmiş olduğu bir diğer avantaj geriye dönük data toplanılması isteği durumunda DCS sistemindeki SOE kartları sayesinde yüksek çözünürlüklü datanın görüntülenmesi ve analizi ve tek bir Historian ile bu imkanların ek bir yazılım ve donanıma ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilebiliyor olmasını sağlar.
Otomatik senkronizasyonun Ovation DCS kontrol sistemine bağlanması sayesinde Türbin, Generatör ve Gerilim kontrolünün tek bir operatör arayüzü ile gerçekleştirilmesi mümkün olacaktır. Böyle DCS sistemi generatörün hızını, alan akımını gerekli seviyeye çekerek generatör ve şebeke gerilimlerini aynı seviyeye gelmesini sağlar ve senkrona girildikten sonra generatör kesicisine kapa emri vererek santralin çok hızlı bir şekilde devreye girmesine olanak sağlar.
3- DCS Sistemlerine Entegre Simülasyon Çözümleri
Enerji santralinde bir operatör kompleks operasyonların görevini üstlenmeden önce yapacağı manevranın sonucu konusunda emin olması gerekir. Enerji santralinin simülasyonu operasyon ekibinin güvenli ve verimli ve doğru zamanlamada çalışmasını sağlar. Santralin devreye girmesinde çok değerli zamanın kaybedilmesini engelleyerek yanlış manevralardan kaynaklanan duruşları engeller.
30 yılı aşkın süredir Emerson Process Management operatör performansını ve aynı zamanda santral verimliliğini artırmak üzere teknolojideki son imkanları kullanarak enerji santrali simülasyon çözümlerini geliştirmektedir.
Ovation simülasyon çözümleri boyutlandırılabilir, mühendislik çözümleri sistemlerde değişiklik sırasında sorunsuz personel ve teknoloji geçişi sağlar. Ovation simülasyon ile santrale özel karakteristikleri, kompleks operasyonları ve yıllar boyunca işletme üzerinden kazanılmış tecrübeleri mevcuttaki işletme ekspertlerinizden yeni jenerasyonlara aktarabilirsiniz.
Ovation simülatörleri santralinizdeki başka hiçbiryerde olmayan operasyonel zorlukları karşılayacak şekilde özel olarak tasarlanabilir. Tie back lojiklerinin kullanılması ve karmaşık, gerçeği ile birebir modellemeler ile, çok geniş aralıkta gerçeğe birebir uygun veya yeterli düzeyde simüle edilen sistemler ile bütçenize ve ihtiyaçlarınıza özel çözümler geliştirilebilir.
Birebir Enerji Santrali Modellemesi
Ovation Simulation birebir modelleme (high fidelity) fonksiyonu sayesinde güçlü birinci prensip mühendislik çalışması ile santralinizin canlı operasyonlarının 2. Kopyasını dijital ortamda oluşturarak operatörlerinizin santraldeki normal çalışma ve anormal çalışma koşullarında verecekleri tepkileri görme şansı tanır. Santral modellemeleri dinamik birincil prensip mühendislik ve termodinamik ilişkileri ışığında işletme ekipmanlarının operasyonel tepkileri ölçülür.
Ovation birebir (high fidelity) simülasyon modelleri özellikle enerji santralleri için dizayn edilmiş termo-hidrolik modelleme grafik bazlı yazılımlar ile yapılmaktadır. Bu yazılımlar kompleks bir matriks içerisindeki korunum denklemleri ile, kütle, enerji, momentum çözümü sayesinde hızlı ve tutarlı cevapları basınç ve akışkanlar için modelleyebilir.
Operatörler bu birebir modellemeli simulasyonu hızlı gerçekleşen operasyonları verimli ve emin bir şekilde gerçekleştirebilmek için kullanabilirler. Operasyonel karar verme konusunda destek olan bu ürün sayesinde operatörleriniz proses konusunda aşinalık kazanarak kendilerini geliştirirler. Bunun sonucunda santralin devreden çıkması, planlı duruşların azaltılması ve bu sayede start up’ların azaltılması sağlanmış olur.
Mühendislik analiz programı olarak Ovation birebir simülasyon modelleri sistem parametrelerinin ince kalibrasyonlarında, kontrol stratejilerinde değişiklik veya yeni eklemelerde, alarm yönetimini optimize etmekte, ve ‘’bunu yaparsak ne olur?’’ durumlarının test edilmesinde kullanılabilir.
Yeni enerji santrali yapan yatırımcılar Ovation High Fidelity Simulator’leri kontrol şemalarında ince ayarları yaparken, operatörlerin eğitiminde, mevcut operatörlerin yeteneklerini geliştirmekte ve devreye alma çalışması başlamadan önce herhangi birşeyin atlanmadığına emin olmak için kullanabilirler.
Birebir gerçeklikte simülasyon sistemi uygulamaları
Ovation simülasyon sistemleri birçok çeşit enerji santrallerinde kurularak kendini ispatlamıştır, özellikle termiklerden örnek vermek gerekirse kısaca;
- Dolaşımlı akışkan yataklı kazan
- Kombine çevrim
- Cyclone kazan
- Drum kazan
- Sub-kritik
- Turbo ateşlemeli sub-kritik
- Once – through süper kritik kazan
- Ultra süper kritik Kazan
- Kömür Ateşlemeli
- Doğalgaz Ateşlemeli
- Petrol türevleri Ateşlemeli
Uygulamalar
- Geleneksel kazan uygulamaları
- Kızdırıcılar (SHT)
- Tekrar ısıtıcılar (RHT)
- Ekonomizerler
- Drain’ler
- Sootblower’lar (Kurum üfleyiciler)
- Yakıcı (Burner) kontrol sistemleri
- FGD
- Kömür ve kül hatları
- Sulu soğutma sistemleri
- Elektriksel sistemler
- Diğer yardımcı tesisler
- Besi suyu sistemleri
4- DCS Sistemlerinde Sanallaştırma Çözümleri
Sanallaştırma, kontrol sistemi ve simülasyon sistemlerinizde sanallaştırmanın değerini sisteminize katma şansı tanır. Sanallaştırma daha az donanım satın alımı ve bunun sonucu olarak daha az bakım gerektiren sistemlere, konfigürasyonda daha esnek altyapıya ve daha yüksek verimliliğe olanak tanır. Sanallaştırma simülasyon sistemleri ve operatör eğitim sistemleri için ideal bir çözümdür. Bu yapı sayesinde Ovation DCS komponentleri sanal makinalar üzerinde bir veya birden çok sağlayıcı üzerinde çalışabilirler.
Bu yetenek birden çok Ovation sisteminin tek bir sağlayıcıya yüklenerek çalışmasını sağlar. Bu da tek bir bilgisayarın birden çok ünite için kullanılmasına imkan tanır. Aşağıdaki mimari tipik bir sanallaştırma uygulamasını gösterir;
DCS’i Sanallaştırmanın Getireceği Faydalar
- Esnekliği ve Üretkenliği Artırmak
Sanallaştırma, sistemlerin iyileştirilmesi test edilmesi ve eğitim ile ilgili çoklu sistemlerin kolay kurulumu ve bakımını sağlar. Yine aynı şekilde çoklu sistemlerin çoklu yazılım alt tabanlarını tek bir donanım altında toplamayı sağlayan yegane çözümdür. Bu sayede sanal sistemleri işletmek maliyetleri optimize etmek, donanımsal problemleri kolaylıkla çözmek ve mevcut uygulamalarda modifikasyonları daha kolay yapmayı sağlar ve daha verimli operatör eğitimlerinin verilebilmesine olanak tanır.
- Daha Az Bilgisayar ve Kontrol Donanımı
Arayüz bilgisayarlarının sadeleştirilmesi ve sunucu server’lara alınması bilgisayar donanımlarının azaltılmasını ve böylece kurulum ve bakım maliyetlerinin azaltılmasını ve enerji sarfiyatının minimum düzeye indirgenmesini sağlar.
- Uzatılmış Donanım Ömrü ve Kolay Yükseltme (Upgrade)
Sanallaştırma upgrade çalışmalarında yazılımsal versiyon yükseltme ile donanımsal yükseltmeyi birbirinden tamamen ayırır. Böylece yazılımdaki en ufak bir değişiklik için sistem donanımının tamamınının yenilenmesine gerek kalmamış olur.
- Daha Yüksek Emreamadelik ve Erişebilirlik
Ovation arayüz bilgisayarları herhangi bir ‘’Thin Client” üzerinden veya bir Windows PC ile uzaktan bağlantı ile rahatlıkla erişilebilir. Bu kolaylıkla Sahanızdaki Ovation DCS sistemini yönetmek veya grafiklere izleme şansınız olur.
İlk olarak 1960’ta Westinghouse WDPF sistem çözümleri ile kurulan grubumuz 1997 yılında Emerson Bünyesine geçerek Emerson Enerji ve Su Çözümleri ismi ile devam etmektedir. Emerson Process Management firması bünyesinde bulunan Enerji ve Su Çözümleri ünitesi Türkiye Merkezli olmak üzere Azerbaycan, Gürcistan ve Türkmenistan’da faaliyet göstermektedir. Bölümün DCS çözümü olan OVATION ürünü Türkiye’de birçok özel sektör ve EÜAŞ bünyesindeki Enerji Santrallerinde (Belli başlı referanslar: EÜAŞ Ambarlı B Termik Santrali, HABAŞ İzmir Aliağa DGKÇS, ENTEK İzmit DGKÇS, Çelikler Orhaneli Termik Santrali, Doğuş Aslancık HES, ACWA Kırıkkale DGKÇS, Bursa BOSEN DGKÇS vs.) ve Türkiye’nin Demir Çelik sektöründeki göz bebeği Erdemir içindeki birçok ünitede hizmet vermektedir. Günümüzde Dünya’daki kurulu gücün 1200 GW’lık kısmı Ovation DCS sistemleri ile kontrol edilmektedir.
Yasin Demir
Uzman Satış Mühendisi
Emerson Process Management
yasin.demir@emerson.com
Web Tasarım 