GPRS`le Katodik koruma istasyonlarını izleyin

SUYU GPRS`LE İZLEYİN

GPRS`le Katodik koruma istasyonlarını izleyin

 

 

Hüseyin Aslan
Otomasyon Şefi
Akifer Su Hiz. Tic. Ltd. Şti.

İzmit Kentsel ve Endüstriyel Su Temini Projesi’nin işletme ve bakım faaliyetleri Akifer Su Hizmetleri Ltd. Şti. tarafından yürütülmekte olup, 1999 yılından bu yana, proje kapsamında 1.5 milyon nüfusa kesintisiz ve güvenli su temin edilmektedir.
Proje ile Yuvacık Barajı’ndan alınan ham su, Arıtma Tesisi’nde içilebilir hale getirilerek, 147 km’lik bir boru hattıyla, Belediye’nin Kocaeli genelinde farklı lokasyonlarda bulunan su depolarına dağıtılmaktadır.

İçilebilir suyun dağıtımı için kullanılan boru hattı, su ve hava ile temas ettiğinden dolayı doğada bulunan bir çok metal gibi korozyon riski ile karşı karşıyadır. Korozyon, metal ve alaşımlarının bulundukları ortamın etkisi ile kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar sonucunda tahrip olması veya kıymetini kaybetmesidir. Bu, özellikle suyun içindeki veya toprağın altındaki metal borular için büyük bir risktir.

Boru hatlarını korozyona karşı korumak amacıyla birçok koruma yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden en etkili ve ucuz olanı katodik koruma yöntemidir. Katodik koruma, metal yapıları, bulundukları ortam (elektrolitik) içerisinde elektrokimyasal yolla korozyondan koruma metodudur. Katodik koruma sistemi korozyonu kontrol altına almak için elektrik akımına ihtiyaç duyan aktif bir sistemdir. Elektrik akımının kesilmesi durumunda metal korozyona uğramaya devam edecektir. Bu nedenle, katodik koruma sisteminin belirli aralıklarla kontrol edilerek olası arızalara anında müdahale edilmesi büyük önem taşımaktadır.

Mevcut boru hattı, korozyona karşı galvanik anotlu (kurban veya fedai anot) ve dış akım kaynaklı katodik koruma sistemleri ile korunmaktadır.

GALVANİK ANOTLU KATODİK KORUMA SİSTEMLERİ
Bu sistemlerde korunması istenilen metal yapıya kendisinden daha negatif potansiyelde metal (anot) bağlanarak galvanik bir pil oluşturulur. Böylece metal yapı katot haline getirilir. Galvanik anot kendiliğinden çözünerek akım üretir. Anodun çözünmesi sonucu açığa çıkan elektronlar, dış bağlantıdan katoda (korunan metal yapı) taşınarak katodik reaksiyon için gerekli olan elektronları sağlar. Bu yöntemde dış akım kaynağına ihtiyaç yoktur. (Şekil-1)





Şekil-1 Galvanik Anotlu Katodik Koruma Sistemi

DIŞ AKIM KAYNAKLI KATODİK KORUMA
Metale dıştan doğru akım uygulanarak yapılır. Bir transformatör redresör sisteminden elde edilen doğru akımın negatif (-) ucu korunacak olan metale, pozitif (+) ucu da bir yardımcı anota bağlanır. Transformatör redresör sistemin devre dışı kalması boruyu korumasız hale getireceğinden sistemin belirli aralıklarda izlenmesi büyük önem arz etmektedir.
Boru hattında bulunan 12 adet trafo merkezi belirli aralıklarla bir teknisyen tarafından kontrol edilmektedir.

Boru hattının uzunluğundan dolayı tüm lokasyonları kontrol etmenin hem zaman hem de kaynak sarfiyatına yol açması, daha da önemlisi bir lokasyonda genel kontrollerden sonra ortaya çıkabilecek arızaların bir sonraki kontrole kadar fark edilemeyecek olması ve bu süre zarfında boru hattının o bölgesinin korumasız kalması sebebi ile, hem kaynak kullanımını azaltmak hem de arızalara anında müdahale edebilmek amacıyla, 2008 yılında Katodik Koruma SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) sistemi kurulmuştur. Sistem AKIFER ve ROBO Otomasyon Elektrik Ltd. Şti. tarafından projelendirilerek devreye alınmıştır.

Kurulan SCADA sistemi ile 12 adet Trafo merkezine ait elektriksel veriler (akım, gerilim...vb) ve arıza verileri 6 saatte bir güncellenecek şekilde izlenmeye başlanmıştır. Ayrıca SCADA ekranına konulan bir buton verilerin anlık olarak güncellenmesine olanak sağlamaktadır. Bunun yanısıra, geçmişe dönük veriler üzerinden grafiksel analizler de yapılabilmektedir. Bu grafiksel analizler sistemin genel durumu hakkında yol gösterici olarak kullanılabilmektedir.
 
Örneğin; korunan boru ile kaynak arasındaki akım değeri normal şartlarda toprağın nem oranıyla çok az değişkenlik göstermekle beraber genel olarak belirli aralıklarda seyretmektedir. Bu akım değerinin zaman ile artış göstermesi korunan borunun izolasyonunun hasar gördüğünün ve/veya boru üzerinde oluşan korozyonun artış gösterdiğinin bir belirtisidir.   
SCADA sistemi için kullanılan sunucular İçme Suyu Arıtma Tesisi’nde kontrol odasına yerleştirilmiş, boru hatları üzerinde bulunan Trafo merkezleri ile haberleşme GPRS (General Packet Radio Service) üzerinden sağlanmıştır.(Şekil-2)



Şekil-2 Haberleşme Sistemi Altyapısı

Katodik koruma sistemlerinde kullanılan Trafo merkezlerinin dağınık ve merkezden uzak olmaları kurulacak sistemlerde haberleşme altyapısı olarak RF ( Radio Frequency) veya GPRS gibi kablosuz yöntemlerin kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. RF sistemin kullanılması durumunda; maksimum haberleşme mesafelerinin sınırlı olması ve boru hattının bulunduğu bölgelerde yetkisiz frekans kullanma oranının yüksek olması nedeniyle, oluşacak enterferansın haberleşme sisteminde kesintilere yol açması ihtimali de düşünülerek haberleşme altyapısı olarak GPRS kullanılmasına karar verilmiştir.         

GSM Servis sağlayıcı firma ile işbirliği yapılmış ve tüm kullanıcılara açık “Public APN” kullanmak yerine projeye özel olarak bir APN (Access Point Name) tanımlanmıştır. Kurumsal APN yapısının kullanılması ile beraber lokasyonlarda kullanılan GSM/GPRS modemler özel kullanıcı adı ve şifreleri ile kontrol odasında yer alan Radius Sunucu’suna IP (Internet Protocol) adres almak için başvurmakta, güvenlik kontrolünden başarı ile geçen modemlere uygun aralıkta IP dağılımı yapılarak networke dahil olmasına izin verilmektedir. Bu şekilde yetkisiz kişilerin network’e girmeleri engellenmiş ve sistem güvenliği en üst seviyeye çıkartılmıştır. (Şekil -3)



Şekil -3 Radius Sunucu Vasıtasıyla Lokasyonlara IP Dağıtılması

Veri transferi için internet kullanımı ile ortaya çıkabilecek güvenlik riskleri gözönüne alınarak GRE (Generic Routing Encapsulation) tünel yapısının kullanılmasına karar verilmiştir. Bu yapı ile Akifer Router-GSM Servis Sağlayıcı Router arasında Peer-To-Peer bir bağlantı sağlanarak yetkisiz kişilerin bu verilere ulaşma riski ortadan kaldırılmıştır. (Şekil-4)





Şekil-4 GRE Tünel
   
Trafo merkezlerindeki verilerin toplanması ve kontrol odasına iletilmesi için standart ekipman çözümleri ( PLC ve GSM/GPRS modem kullanımı) yerine üzerinde kendine ait Giriş / Çıkış ve GSM/GPRS modemi tümleşik olarak bulunduran Signalix firmasının MT-101 modülleri (Şekil-5) kullanılmıştır.

MT-101 modülü üzerinde standart olarak;

• 2 Adet 4-20 mA Analog Giriş
• 8 Adet Opto-izole Dijital Giriş
• 8 Adet Opto-izole Dijital Çıkış
• 1 Adet RS232 Portu
• 1 Adet RS-232/485/422 Haberleşme Portu
• GSM / GPRS Modem






Şekil-5 Signalix MT-101

bulunmaktadır. Modül üzerindeki sinyal sayılarının yetersiz olduğu durumlarda ek modül kullanılmak suretiyle sinyal sayısı istenilen düzeye getirilebilmektedir. Modül üzerinde yer alan haberleşme portu Modbus RTU Master / Slave protokolünü desteklediğinden, Modbus RTU protokolünü destekleyen herhangi bir ürün ek sinyal modülü olarak kullanılabilmektedir.

SCADA yazılımı olarak Wonderware firmasının Intouch ver9.5 yazılımı kullanılmış, SCADA ile MT-101’ler arasındaki bağlantı OPC (Object Linking and Embeding (OLE)  for Proces Control)  üzerinden sağlanmıştır.  (Şekil-6)





Şekil-6 SCADA Ekranı


Projenin devreye alınması ile birlikte olası arızaların en kısa süre içinde tespit edilerek anlık müdahale ile giderilmelerine olanak sağlanmış ve boru hattının korozyona uğrayarak zarar görme riski minimize edilmiştir.

Ayrıca SCADA sisteminin geçmişe dönük veri analiz fonksiyonu kullanılarak, katodik koruma sisteminin etkinliği takip edilmiş, gerekli durumlarda akım kademeleri arttırılarak ileride çıkabilecek sorunlar engellenmiştir.

Tüm otomasyon haberleri için -tıklayın-

Tüm aktüel haberler için -tıklayın-

Son dakika haberleri için -tıklayın-

 

Güncelleme Tarihi: 12 Temmuz 2010, 20:10
YORUM EKLE
Dergiler
Partnerler