SMIP Vida – SCADA nadzorna aplikacija za oceanografsko bojo Vido

Izziv

Boja Vida, foto Tihomir Makovec, MBP

Morska Biološka Postaja (MBP) v Piranu, ki deluje v okviru Nacionalnega inštituta za biologijo, združuje raziskovalno delo in aplikativne rešitve z namenom večjega razumevanja morskega ekosistema. V ta namen so leta 2008 zgradili in postavili morsko oceanografsko bojo VIDA premera 2,5 m in višine 5 m nad površino vode. Na morsko dno na globini 22 m je boja zasidrana s tremi betonskimi bloki, s katerimi je povezana z verigami. Od Piranskega rta Madona je oddaljena približno 2,5 km na odprto morje proti zahodu (več o boji na povezavi na MBP)

Celoten sistem je sestavljen iz podsistema na boji Vidi za zajem podatkov in iz podsistema na Morski biološki postaji za sprejem podatkov.

V notranjosti boje in na sami boji so nameščeni sistemi za avtomatski zajem oceanografskih podatkov, servisnih podatkov, statusov o stanju in energetski porabi naprav in nadzornih kamer. Programje na komunikacijskih modulih na boji omogoča tudi povratno krmiljenje naprav oz. oddaljeni vklop ali izklop.

Podsistem na kopnem vse prejete neobdelane podatke vpisuje v zbirko, kjer so na voljo uporabnikom za nadaljnje obdelave v znanstveno – raziskovalne namene.

Čeprav je boja Vida energetsko samooskrbna, instrumenti in tehnično zahtevni sistemi zahtevajo 2x mesečno redno poseganje in kontrolo s strani tehničnega osebja in ustreznega plovila za prevoz. Med oskrbo boje šteje, poleg rednega čiščenja merilnikov, ki jih intenzivno zarašča morska favna, tudi redni pregled energetskih sistemov (akumulatorji, fotocelice in gorivne celice), saj v primeru izpada dostop do boje ni nujno možen takoj zaradi vremenskih in drugih vplivov.

Glavni problem pri upravljanju podsistema na boji je predvsem sprotni prikaz zadnjih vrednosti vseh servisnih meritev in stanj oceanografske boje ter daljinski vklop in izklop posameznih instrumentov, ko energetska proizvodnja na boji ne zadošča porabi, kar so sicer standardne funkcije sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Zaradi pomanjkanja ustrezne namenske SCADA programske opreme preglede in posege sedaj opravljajo ročno, na licu mesta, čeprav je izmenjava statusnih podatkov in operaterskih ukazov med obema podsistemoma podprta.

Rešitev

S standardnimi gradniki na platformi SMIP smo sestavili aplikacijo “SMIP Vida”, ki se izvaja v oblaku in opravlja naloge klasičnega SCADA sistema. Program je namenjen tehničnemu osebju in operaterjem boje. Omogoča jim oddaljeni dostop do podsistemov na boji, izvajanje nadzora nad delovanjem ter vklop in izklop vsake posamezne naprave v eni izmed petih skupin: merilni instrumenti, energetika, stanje boje, komunikacije in kamere.  V primeru doseganja kritičnih mej posameznih parametrov ali izpadov izvaja obveščanje. Vzdrževalci v servisni službi prejemajo obvestila takoj in neposredno na svoj e-poštni naslov.

SMIP/Vida – Pregled stanja boje z barvnimi semaforji (izbran je SLO jezik prikaza)

Razvoj namenskega aplikacije s standardnimi gradniki na platformi SMIP namesto nakupa enega izmed licenčno dragih programskih paketov SCADA se je izkazal predvsem v hitri izvedbi za dokaj kompleksen sistem, ki dobro deluje na telefonu, tablici in računalniku, podpira večjezičnost za primere potreb sodelovanja na mednarodnih projektih in implementira vse potrebne SCADA funkcije (prikazi, alarmiranje, določanje področij in pravic dostopa operaterjem). V tej različici ne prikazuje grafov (zgodovinskih podatkov), ker se prejeti podatki ne hranijo oz. se hranijo ločeno in neobdelano v nepovezani podatkovni zbirki podsistema na kopnem.

Rezultati

Z uvedbo aplikacije “SMIP Vida” smo rešili problem oddaljenega nadzora in krmiljenja sistemov boje, ki do sedaj ni bil možen neposredno iz pisarne ter rešili logistični problem, saj ni več potrebna plovba do boje, samo za preverjanje stanja.

Ker dodeljevanje uporabniških pravic omogoča, da se vsakemu uporabniku posebej lahko dodeli svoj nivo pravic (npr. omejeni vpogledi samo v določene instrumente) in pooblastil (npr. izklop pravic izvajanja servisnih ukazov), so med uporabnike lahko vključili tudi nekatere raziskovalce Morske biološke postaje, ki želijo zgolj v živo preverjati stanje “svojih” raziskovalnih merilnih instrumentov.

Ker “SMIP Vida” omogoča nadzor nad delovanjem in obremenjenostjo naprav v živo ter omogoča v primeru alarmov izklapljanje na daljavo vsake posamezne naprave, se odpirajo (z nekaterimi potrebnimi dograditvami) tudi nove možnosti eksploatacije boje. Oceanografsko bojo bi lahko kot testno platformo v morskem okolju npr. ponujali tudi zunanjim uporabnikom (sodelovanje na mednarodnih projektih, raziskovalnim institucijam po svetu, industriji). Potencialnim uporabnikom bi lahko ponujali priključitev svoje opreme na obstoječi napajalni in komunikacijski sistem v boji, tako bi da lahko opravljali in situ teste svoje merilne in druge opreme v realnem morskem okolju ter sproti spremljali dogajanje pri testih s pomočjo nadzorne programske opreme “SMIP Vida”.