Aby sa trvale darilo zabezpečiť spoľahlivú dodávku a kvalitu pitnej vody až ku konečným spotrebiteľom, treba využívať spoľahlivé technológie odolné proti poruchám. V návrhu takéhoto riešenia hrá kľúčovú úlohu koncept prepäťovej ochrany. Aby bolo možné nepretržite zásobovať obyvateľov Schieder-Schwalenbergu vo východnom Vestfálsku čerstvou vodou, mesto v posledných rokoch postupne modernizovalo systém zásobovania vodou. Dôraz sa kládol na zabezpečenie bezchybnej a spoľahlivej prevádzky.
Modernizácia konceptu ochrany
„V minulosti sme museli často zápasiť s negatívnymi vplyvmi zásahu blesku a vzniknutého prepätia,“ vysvetľuje Ulrich Wicke, vedúci automatizačnej techniky vodárenskej prevádzky v meste Schieder-Schwalenberg (obr. 2). „Pred niekoľkými rokmi sme sa rozhodli použiť prepäťovú ochranu od spoločnosti Phoenix Contact. Pomohla nám výrazne znížiť výpadky a poruchy pri dodávke vody.“
Modernizácia úpravne vody mala byť spojená s aktualizáciou koncepcie prepäťovej ochrany. Prioritou bolo vzájomné prepojenie elektronických komponentov, ktoré sa často nachádzali ďaleko od seba, a možnosť komunikácie stavových správ prostredníctvom bezdrôtovej siete. Na veľtrhu v Hannoveri v roku 2018 sa U. Wicke v stánku spoločnosti Phoenix Contact informoval o novom produktovom rade TERMITRAB. „S kompaktnými prepäťovými ochranami pre káble snímačov a akčných členov sme chceli ušetriť veľa miesta,“ pripomenul U. Wicke. „Vďaka integrovanej funkcii monitorovania správnej činnosti ochrany sme chceli tiež znížiť čas a úsilie spojené so servisom a údržbou.“
Všetko vodotesné
Snímače a akčné členy – a všetky ďalšie zariadenia pracujúce so signálmi – musia byť integrované do koncepcie ochrany. Na dodávku vody v Schieder-Schwalenberg boli zvonku zabezpečené prepäťovou ochranou nasledujúce vstupy:
- napájací zdroj,
- káble snímačov/akčných členov,
- telefonické pripojenie cez SHDSL a ADSL.
Na napájanie sa zvolila kombinácia zásuvných bleskových a prepäťových ochrán Flashtrab SEC typu 1 + 2 (obr. 3). Vďaka schopnosti znášať bleskový prúd 100 000 A (10/350) odolá táto ochrana akejkoľvek búrke. „Na ochranu pred prepätím sme nainštalovali prepäťové ochrany na vedenia v oblasti zvýšených nádrží,“ vysvetlil U. Wicke. „Produktový rad prepäťových ochrán SEC má integrovanú funkciu diaľkovej signalizácie, vďaka čomu možno monitorovať stav ochrany aj na diaľku.“
Všetky káble vedené k snímačom a akčným členom boli vybavené kompaktnými prvkami z produktového radu TERMITRAB (obr. 4). V meste Schieder-Schwalenberg sa rozhodli pre tento rad výrobkov, pretože sú široké iba 6 mm a umožňujú úsporu miesta v rozvádzači. Pretože tieto komponenty sú zásuvné, možno ich v prípade preťaženia pohodlne a rýchlo vymeniť. Stav prepäťových ochrán možno zistiť aj v tomto prípade pomocou diaľkovej signalizácie.
Funkciu diaľkovej signalizácie možno nainštalovať veľmi jednoducho. „Po zacvaknutí na miesto na začiatku a konci radu prepäťových ochrán bola jednotka okamžite pripravená na prevádzku,“ vysvetľuje U. Wicke. „Pritom sme nepotrebovali žiadne zložité programovanie.“
Prepäťová ochrana v skratke
Ďalšie vedenia MCR, ktoré viedli k vyvýšeným nádržiam, boli vybavené komponentmi z modulárneho produktového radu COMTRAB. Na pripojenie SHDSL bol použitý rozširovací modul TC, modem s integrovanou prepäťovou ochranou (obr. 5). Na pripojenie ADSL bol použitý TAE-Trab, prepäťová ochrana na inštaláciu na stenu pre analógové a digitálne telekomunikačné rozhrania.
S týmito komponentmi a opatreniami možno úplne eliminovať prepätie vo všetkých vedeniach smerujúcich von. Nedôjde tak k poškodeniu riadiaceho systému – srdca celého riešenia.
„Vďaka funkcii diaľkovej signalizácie možno na diaľku sledovať stavové správy všetkých prepäťových ochrán,“ skonštatoval s uspokojením U. Wicke. „Šetríme peniaze, pretože pracovníci údržby nemusia byť trvale na mieste prevádzky.“ Aby bolo možné zisťovať stav nezávisle od miesta, zvýšené nádrže, prečerpávacie stanice, nádrže na zachytávanie dažďovej vody a čistiarne odpadových vôd navzájom komunikujú pomocou telekomunikačných káblov SHDSL. Signály SHDSL sú zase pripojené k centrálnemu ethernetu prostredníctvom modemu. Centrálny počítač vodárenskej prevádzky komunikuje so všetkými ostatnými PLC na danom mieste prostredníctvom siete ethernet. Pomocou komunikačného rozhrania AX OPC Server počítač nepretržite prijíma aktuálne systémové údaje. Pracovníci údržby sú tak neustále informovaní o stave ochrany. Ak je prijaté chybové hlásenie, ochranné zariadenie sa ihneď na mieste vymení. Indikátor integrovaný do konektora umožňuje rýchlu identifikáciu preťaženej ochrany.
Záver
Vo vodárenskom priemysle a ČOV existuje zvýšené riziko zlyhania vo veľkých systémoch v dôsledku prepätia, ktoré má často ďalekosiahle následky pre osoby a životné prostredie. Sem treba zahrnúť komplexný koncept ochrany pred bleskom a prepätím. „Prepäťová ochrana so stavovým indikátorom schopným diaľkovej signalizácie zaisťuje rýchlu detekciu stavu v miestnosti riadenia,“ dodal U. Wicke. „Vďaka kompaktnému vyhotoveniu možno výrazne zmenšiť priestor potrebný na ochranu proti prepätiu.“ Vďaka komplexnému sortimentu produktov, ktoré poskytuje spoločnosť Phoenix Contact na ochranu pred bleskom a prepätím, existuje vhodné riešenie pre všetky aplikácie vo vodárenskom priemysle a ČOV.