北カリフォルニア: Hydro-SCADA Campbell 水力SCADAシステムは遠隔地のステーションを監視し、安全な通信を提供します

ユバ郡水道局 (YCWA) は、サポートされていない水文監視、制御、およびデータ収集 (hydro-SCADA) システムをアップグレードする必要がありました。監視ネットワークは、4 つのダム、複数の河川、複数の灌漑用水路、水圧管路でリアルタイム測定を提供する複数の中継局と 16 の水文局で構成されていました。これらの場所では、水位、流量、温度のさまざまな組み合わせが測定されます。

Geo-Watersheds Scientific (GWS) は、新しいシステムの設計、インストール、統合、切り替えの契約を獲得しました。GWS は、この作業を行うために Campbell Scientific のハードウェアとソフトウェアを選択しました。

既存のさまざまな水文センサー タイプを測定し、出力信号を生成して既存のエネルギー SCADA システムに統合し、同時に更新されるエネルギー SCADA システム用の Wonderware ソフトウェアにインターフェイスする柔軟性が求められ、Campbell Scientific 製品が最適な選択となりました。

Wonderware は、新しいエネルギー SCADA システムとして同時に実装されていた Windows ベースのヒューマン マシン インターフェイス (HMI) 産業用ソフトウェアです。ハードウェアのアップグレード後、システムの制御は Wonderware に変換されます。Wonderware に変換する前は、システムは Open System International (OSI) SCADA システムによって制御されていました。

アップグレード前およびアップグレード中、YCWA はエネルギー SCADA システムを監視および制御するために OSI ハードウェアおよびソフトウェア システムを運用していました。OSI システムには、水文ネットワークからの 24 個の監視パラメータを表す 24 個の 0 ～ 5V 信号入力が必要でした。

プロジェクトは段階的に進められました。まず、CR800 および CR6 データロガー用のプログラムが書かれ、既存のセンサーで測定を検証するためにテストされました。その後、既存のシステムを中断することなく、Campbell Scientific の機器が現場に設置されました。すべての新しい機器へのリモート テレメトリの検証後、センサーが古いシステムから新しい Campbell データロガーに切り替えられました。現場での測定は、OSI ハードウェアおよびソフトウェアからのデータ レポートを検証するために使用されました。

更新されたシステムの 6 つのベース ステーションは、シリアル ポート サーバーへの IP 通信によってアクセスされます。中央ステーションでは、新しい CR6 データロガーを使用して、ロガーへの直接 IP 接続が確立されました。ネットワーク内の他のステーションのほとんどは、一連のプライマリ リピータとセカンダリ リピータを介してリモート ステーションと通信するために RF450 無線を使用していました。各水文ステーションは、1 つ以上の水位センサーまたは水流センサーで構成されていました。いくつかのステーションには、水温センサーも含まれていました。

24 個の 0 ～ 5V 出力信号は、データ アキュムレータとして機能するベース (メイン) CR6 データロガーに接続された 7 個の SDM-AO4 によって生成されます。データ アキュムレータは、メイン CR6 の CRBasic GetVariables 命令を使用して、Campbell Scientific PakBus 通信プロトコルによって処理されます。この命令は、CR6 に直接接続された 16 個のリモート ステーション (CR800) とセンサーから 24 個の変数を収集します。リモート ステーションごとに 1 つの命令インスタンスが使用されます。

ネットワーク全体の機能が確認された後、30 日間の最終現場受け入れテスト期間が無事完了しました。OSI で要求されるデジタルからアナログへの変換の代わりに、Wonderware は DNP3 データ プロトコルを使用してデータをデジタルで転送します。

このアップグレードにより、次のような複数の改善が実現しました。

• データ値はより頻繁な時間間隔で収集され、リアルタイム操作のデータ使用要件をより適切に満たします。
• セキュリティ目標は、Campbell Scientific PakBus と通信プロトコルの組み合わせによって達成されました。
• エンドユーザーのデータ アプリケーションを改善するために、より多くのデータ標準が満たされました。
• データ報告要件に影響を与えることなく、同じデータおよび通信標準に従って、水文ネットワークの一部に 9 つの新しいステーションが追加されました。
• より多様な測定とメタデータが作成されています。
• 複数のエンド ユーザーとデータ標準に対して追加のデータ テーブルが生成されます。
• OSI のアナログ信号から Wonderware のデジタル値への移行パスが有効になりました。
• システム管理者は、ネットワーク通信診断情報にさらにアクセスできるようになります。
• Wonderware ではさらに多くの測定が利用可能です。

この水力 SCADA ネットワークは、今後何年にもわたってサポートされます。