SEOMD: Mantenere la sorgente di vita (Bahrain)

Caratteristiche principali

zenon come sistema di automazione avanzata per l'approvvigionamento idrico del Ministero dei Lavori Pubblici del Bahrain:

• Oltre 50 stazioni di pompaggio in una rete di condotte che si estende su gran parte del paese
• Progetto completato in meno di tre mesi
• Processo di ingegneria rapido, che elimina la necessità di competenze di programmazione
• Interfaccia utente migliorata, che supporta risposte migliori da parte degli operatori
• Report più rapidi con minori requisiti di potenza di calcolo
• Tempi di inattività ridotti al minimo
• Maggiore affidabilità nell'approvvigionamento idrico

Il Regno del Bahrain comprende un piccolo arcipelago di 33 isole in una baia sul Golfo Persico, situato tra il Qatar e l'Arabia Saudita. È proprio la posizione che conferisce il suo nome al Paese: Bahrain significa infatti “i due mari”. Sebbene il Paese sia circondato da un'abbondanza di acqua marina, l’acqua dolce scarseggia. L'ambiente estremamente arido presenta una piovosità media di soli circa 80 mm all'anno, con risorse idriche sotterranee naturali limitate e tassi di evapotraspirazione annuali che raggiungono i 1.850 mm a causa delle elevate temperature.

Fornire acqua in un ambiente arido

Il Bahrein è uno dei Paesi con la più bassa disponibilità di acqua dolce pro capite al mondo, una situazione aggravata dalla crescita demografica. Nonostante questa scarsità d'acqua, i servizi di approvvigionamento idrico del Bahrain raggiungono quasi il 100 % dei suoi residenti, soddisfacendo così il fabbisogno idrico municipale con risorse idriche non convenzionali.

Oltre a diversi grandi impianti di desalinizzazione che soddisfano la maggior parte del fabbisogno idrico comunale, il Bahrain dispone di 12 impianti di trattamento delle acque reflue con una capacità totale di circa 750.000 metri cubi al giorno.

La sfida della manutenzione di una rete idrica ad ampio raggio

Gli impianti sono progettati, gestiti e di proprietà dalla Direzione Operativa e Manutenzione dell’Ingegneria Sanitaria (SEOMD) del Ministero dei Lavori Pubblici, degli Affari Municipali e della Pianificazione Urbana. Oltre agli impianti di trattamento delle acque reflue, la SEOMD gestisce sistemi per il trasporto delle acque trattate e il sistema delle acque piovane.

La distribuzione dell'acqua reimmessa si basa su oltre 50 stazioni di pompaggio distribuite su un'ampia area. Tutte le stazioni sono dotate di controllori a logica programmabile (PLC) atti a garantire un funzionamento completamente automatizzato. L'intera rete di stazioni di pompaggio è supervisionata e monitorata da una stazione centrale di controllo e monitoraggio che si avvale di un sistema Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA).

La visualizzazione zenon basata su HTML5 offre agli operatori un modo rapido e semplice per passare tra diversi screen e visualizzare le informazioni sullo stato delle stazioni di pompaggio, avere una panoramica completa della situazione e dei report.

Raggiungere i limiti di un sistema legacy

Per il monitoraggio e il controllo di supervisione, la SEOMD aveva utilizzato una soluzione basata su un linguaggio di programmazione proprietario. Tale linguaggio, progettato principalmente per l'acquisizione dati e il controllo degli strumenti nelle applicazioni di automazione industriale, era adatto per la creazione di piccole applicazioni. Tuttavia, la creazione e la manutenzione di applicazioni distribuite e di grandi dimensioni, come quella della SEOMD, richiedevano invece competenze di programmazione approfondite. Di conseguenza, le sue prestazioni erano considerate inferiori all'ottimale.

Gli operatori al lavoro nella sala di controllo e presso le varie stazioni dei clienti si trovavano regolarmente a dover affrontare problemi di comunicazione e la generazione di report risultava macchinosa. “La grafica di sistema era molto limitata e offriva una scelta esigua di oggetti ed elementi,” spiega Mohammed Ismail Kamil, Progettista presso la SEOMD.

“Poiché non era presente un Webserver, il sistema doveva eseguire simultaneamente i calcoli per più grafici, spesso sfruttando eccessivamente le risorse di sistema.” Sebbene alcune funzionalità fossero state limitate per ridurre al minimo la probabilità di blocchi dello schermo, si verificavano comunque frequenti problemi di prestazioni.

Tramite zenon, il personale della SEOMD può monitorare le stazioni da remoto e ottimizzarne le prestazioni utilizzando le informazioni fornite dal modulo Trend Esteso di zenon. Questo aiuta anche a segnalare cambiamenti improvvisi, consentendo agli operatori di individuare rapidamente le perdite nella rete di condotte.

Un approvvigionamento idrico all'altezza della crescita futura

Poiché il sistema di distribuzione dell'acqua è stato costruito e continuamente ampliato nel corso di diversi decenni, molti dei PLC nelle stazioni di pompaggio avevano raggiunto la fine del loro ciclo di vita e dovevano essere sostituiti. La SEOMD ha quindi deciso di sostituire tutti i PLC, optando per un marchio diverso rispetto a quello precedentemente utilizzato, in modo da allineare l'hardware al sistema di generazione esistente. Contestualmente, la SEOMD ha inoltre stabilito di sostituire il sistema SCADA per migliorare il processo e ridurre i tempi di inattività.

Il contratto è stato assegnato a Z-Tech, con sede a Tubli, in Bahrain. Z-Tech fornisce soluzioni di automazione industriale personalizzate e robuste, nonché altre soluzioni tecniche per un'ampia gamma di settori, utilizzando i sistemi più avanzati disponibili sul mercato per un'integrazione senza soluzione di continuità. Per questo progetto infrastrutturale complesso e critico, Z-Tech ha deciso di utilizzare la versatile zenon Software Platform di COPA-DATA, che riconosce Z-Tech come Bronze Partner.

Rapida implementazione del sistema

“Grazie alla fornitura di un numero molto elevato di driver nativi per tutti i tipi di componenti e sistemi esterni, zenon semplifica la realizzazione di applicazioni su larga scala che integrano PLC e hardware di comunicazione,” afferma Khalid Quarooni, Responsabile Vendite Tecniche e Sviluppo Business di COPA-DATA in Arabia Saudita. “La sua configurazione low-code, che utilizza vari moduli specializzati e la sua ingegneria orientata agli oggetti aiutano ad accelerare la progettazione di architetture di sistema complesse con ricche interfacce grafiche per l'utente.”

Il Bronze Partner di COPA-DATA, Z-Tech, ha essenzialmente costruito una nuova applicazione da zero. Ha migrato i dati esistenti da vari silos di dati separati all'interno del database proprietario del sistema legacy a una nuova implementazione di un database SQL Server. “Utilizzando il modulo zenon Data Histrorian e con l’assistenza da parte di COPA-DATA, siamo riusciti a completare la preparazione dei dati in un solo mese,” osserva Sandeep PT, Manager di progetto di Z-Tech responsabile dell'upgrade del sistema di approvvigionamento idrico. “L'intera implementazione ha richiesto non più di tre mesi.”

Z-Tech ha colto l'opportunità per andare oltre i report basati su file del sistema precedente. Il team ha utilizzato zenon Report Viewer, la matrice di reazione e i simboli scollegati per creare una serie di report completamente nuova. "Senza le limitazioni del sistema legacy, la reportistica è molto più ricca e consente agli operatori di offrire risposte più rapide e sicure alle problematiche," afferma Mohammed Ismail Kamil, Progettista presso la SEOMD. "Gli operatori possono utilizzare l'interfaccia grafica del sistema per attivare direttamente le azioni correttive."

Prestazioni e affidabilità migliorate

Utilizzando zenon, Z-Tech ha eseguito l’upgrade delle grafiche sia nella sala di controllo che nelle postazioni dei clienti, con una navigazione organizzata. È stata utilizzata la funzione degli oggetti collegati di zenon per fornire agli operatori un modo rapido e semplice per passare da una finestra all'altra, operazione che risultava difficile e dispendiosa in termini di tempo nel sistema precedente.

Grazie a zenon, il personale della SEOMD può ora monitorare le stazioni da remoto e utilizzare le informazioni fornite dal monitoraggio del modulo Trend esteso per ottimizzare le prestazioni delle stazioni. Il modulo Trend esteso di zenon aiuta a identificare improvvisi cali di pressione e valori di flusso elevati, consentendo agli operatori di individuare rapidamente le perdite nella rete di condotte.

Il sistema SCADA basato su zenon fornisce agli operatori una maggiore quantità di informazioni che sono rese disponibili tramite un'interfaccia grafica utente più completa. Al contempo, la soluzione richiede molta meno potenza di calcolo. "Sebbene sia in esecuzione su hardware esistente, le prestazioni del sistema sono migliorate notevolmente, così come la sua affidabilità. I tempi di inattività sono ormai un ricordo del passato," afferma Mohammed Ismail Kamil. "Il tempo necessario per eseguire i tipici report è stato ridotto di circa il 40 percento."