Automation of the water distribution systems using SCADA

Abstract

Su dağıtım sistemi, su temini yapılan kaynaklar ile tüketici arasındaki temel bağlantıdır. Bu sistem çoğu zaman su depoları, pompa istasyonları ve su arıtma tesisleri gibi birçok bileşenden oluşmaktadır. Temiz suyun sağlıklı olarak tüketici musluklarına dağıtımı yapılabilmesi için dağıtım bileşenleri sürekli olarak kontrol edilmeli ve gözlem altında tutulması gerekir. Günümüzde SCADA teknolojileri, endüstriyel otomasyonda bulunan kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. SCADA sistemleri sayesinde geniş olarak coğrafi bölgelere yayılmış olan su üretim ve dağıtım donanımları izlenir. Bu sistemler, su dağıtım sistemi gibi pek çok endüstriyel işlevinin yanında, nükleer füzyon gibi bazı deneysel tesislerde de kullanılmaktadır. Yüksek doğruluklu SCADA sistem uygulamaları elektrik iletim ve dağıtım hatları, doğalgaz dağıtım hatları, demir yolu ve telekomünikasyon çalışma sahalarını da kapsamaktadır. Bu çalışmada ilk olarak şehir suyu şebeke sisteminde kullanılan su dağıtım bileşenleri araştırılmış ve teknik özellikleri hakkında bilgi verilmiştir. Sonraki bölümlerde, SCADA sistemleri ve temel bileşenleri, bir SCADA sistemi planlaması için gerekli kontrol ekipmanları ve sensörleri, RTU'ların standart ve teknik özellikleri ayrıntılı bir biçimde açıklanmıştır. Son olarak, bir pompa istasyonu modelinin planlaması ve otomasyonu tasarlanmıştır. Bu istasyon dört adet motor-pompa ve birçok algılayıcı donanıma sahiptir. Model içindeki motor-pompaları kumanda etmek ve algılayıcılardan geri besleme bilgilerini almak için mikroişlemci tabanlı bir RTU kullanılmıştır. Tasarlanmış otomasyon sistemi, donanım ve yazılım yapılandırılmasından meydana gelmektedir. The water distribution system is the essential link between the water supply source and the consumer. This system often consists of a large number of components such as water reservoirs, booster pumping stations, and water treatment plants. The components should be controlled and monitored continuously for providing treated water to be delivered to consumer tap. Nowadays, technologies of SCADA are widely used in control systems in industrial automation. SCADA systems provide monitoring of water production and distribution systems that are geographically distributed to the extensive areas. These systems are used not only in most industrial processes as water distribution systems, but also in some experimental facilities such as nuclear fusion. High-integrity SCADA system applications also include the electric power transmission and distribution, the natural gas distribution, the railway, and the telecommunication area. In this study, firstly, water distribution system components are researched that used in urban water network system, and technical specs of these components are given. In the later chapters, standard and technical specs of SCADA systems and their major components, required control equipments for planning a SCADA system, sensors, RTUs are explained in detail. Lastly, planning and automation of the system is designed for a booster pump station model. This station has four motor-pumps and a large number of detectors. A microprocessor based Remote Terminal Unit (RTU) is used in order to control motor-pumps and get feedback from the booster pump station. The designed automation system includes both hardware and software configuration.