Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 185. Sayı (Aralık 2023)

38 SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ • Aralık / 2023 SCADA SCADA sistemleri otomasyonun söz konusu olduğu her alan için geçer- lidir ve geçmişi 60’lara kadar gider. Kentleşme ile birlikte gelişen su dağı- tım şebeklerinin yönetimi için de gün- deme gelmiştir. Zira, belirli bir boyut- tan sonra su şebekelerinde kayıp/kaçak kontrolu, su kalitesinin güvenilirliği ve ekonomik verimlilik gibi hususlar bir SCADA şemsiyesi olmadan yeterince gerçekleştirilemez olmuştur. İstanbul için ilk uygulama 80’lerin ortasına denk gelir. SCADA’yı bir işletim sistemi gibi düşünebiliriz; dolayısı ile de bir bilgisayarda yer alır. SCADA, esasen çeşitli donanım, hatta başka yazılımlar ile iletişim içinde olan, onları yöneten bir master yazılımdır. Amaç, üstün sevi- yede denetleme, bilgi toplama ve analiz olanakları yaratarak, işletmecinin çeşitli ekipman ve proseslerin durumunu göz- lemesini, anormallikleri tespit etmesini ve sonuçta bilgiye dayalı kararlar vere- bilmesini sağlamaktır. Bir SCADA sis- temi içinde önemli olan öğeleri aşağıda ele almaktayız: - Saha Enstrümantasyonu: Bunlar, su şebekesinin kritik noktaların- daki debimetreler ve basınç, tank seviyesi, kalıcı klor miktarı, tür- bidite, pH, sıcaklık, kondüktivite değerlerinin ölçümünü sağlayan algılayıcılar ile pompa ve vanaların kumandalarıdır. SCADA sürekli olarak bu enstrümantasyon ile ile- tişim halindedir. - İletişim Ağı: Bağlantı kablolu veya radyo, mobil ağ (cellular), ya da uydu ile olmak üzere kablosuzdur. Bu ağ bütün sistemi birbirine bağ- lar. Genelde SCADA ağında bir merkezi istasyon yanında çeşitli yerel istasyonlar da tesis edilir. Ama yeterince büyük şebekeler için yardımcı bölgesel istasyon(lar) da düşünülebilir. - SCADAMaster İstasyonu: Bu üni- teye SCADA sunucusu da diyebili- riz ve SCADA sisteminin merkezi unsurudur. RTU (Remote Termi- nal Units-Uzak Terminal Üniteleri) ve PLC’ler (Programmable Logic Controller-Programlanabilir Man- tık Denetleyicisi) (²) ile iletişim halinde, daha önce değindiğimiz gibi, bilgi toplanması, işlenmesi, analiz edilmesi işlemleri ile kont- rol ve raporlama fonksiyonlarının gerçekleştirildiği yer burasıdır. SCADA sunucusu ile entegre edile- bilecek çeşitli yazılım mimarileri düşü- nülebilir. Burada ilk aşama şebekenin, GIS (Coğrafi Bilgi Sistemi) bazlı bir hidrolik simülasyon yazılımı ile, örne- ğin EPANET gibi, modelinin oluş- turulması olacaktır. Doğal olarak bu modelin eldeki şebekeye göre kalibre edilmesi gerekir. EPANET hem ücretsiz bir yazılımdır hem de Python tarafın- dan okunabilen dosyaları vardır. Bu özelliği ile bir Python aplikasyonu olan TSNet ile oldukça gelişmiş su darbesi analizleri yapma imkânı olabilmektedir. Bir sonraki aşama bu modelin gelişti- rilecek bir arayüz yazılımı vasıtası ile SCADA sunucusu ile interaksiyonunu sağlayacak modülü oluşturmak olacak- tır. Böyle bir düzenleme ile, söz konusu modül tasarımına bağlı olarak gerçek zamanlı da olmak kaydı ile, optimal performans şartlarının sağlanmasına yönelik çok geniş analiz imkanları sağ- lanmış olur. [2] Bir CIS (Customer Information System-Müşteri Bilgi Sis- temi) geliştirmek sureti ile modellerin demografik boyutu oluşturulabileceğı gibi pazarlama ve yatırım konuları da analiz edilebilir. - Saha Kontrol Üniteleri: RTU’lar ve PLC’lerdir. Bu donanım şebekenin algılayıcı ve kumanda enstrüman- tasyonuna bağlıdır ve onlarla ile bilgi alışverişi halindedir. RTU’lar ve PLC’ler SCADA sistemi ile, veri aktarmaya veya kontrol komutla- rını gerçekleştirmeye yönelik ola- rak iletişim halindedir. RTU’lar bir mikroişlemcisi olan elektronik cihazlardır. SCADA gibi dağıtıl- mış bir kontrol sistemi ile sahadaki ekipman arasındaki arayüzü, master sisteme telemetri verisi yollamak ve oradan alınan mesaja göre de ilgili ekipmanı kumanda etmek sureti ile oluşturur. PLC’ler ise bazı pompa istasyon- larında ve su depolarında süreç kont- rol amaçlı olarak zaten bulunabilirler. PLC’lerin sınırlı işlem ve veri depo- lama kapasitesi vardır. Ancak, bun- ların SCADA ile entegrasyonu siste- min etkinliğini çok daha arttıracaktır. PLC’ler, merkezi platformun saha ekip- manı ile arayüzü olan ön uç cihazları olarak da düşünülebilir. PLC’ler kont- rol işlemlerini gerçek zamanlı olarak gerçekleştirmek için tasarlanmışlardır. Entegre bir sistemde PLC’ler sahadaki algılayıcı ve kumanda verisini kontrol mantığında belirlendiği şekilde değer- lendirir ve SCADA sunucusuna yollar. Bu veri orada işlenir, analiz edilir ve işletmeci veya mühendisler için kul- lanılabilir bilgi haline getirilir. Böyle bir çalışma imkânı sahada meydana gelebilecek arızaların ve aksaklıkların diagnostik analizi için çok faydalı ola- caktır. Öte yandan, SCADA sunucusu PLC’lere sahadaki ekipmanın kontrolu için komutlar da yollayabilir. Bu tür iki yönlü iletişim, etkin veri transferini ve kontrolu sağlayarak işletme persone- linin süreçleri gerçek zamanda denet- leyebilmelerini ve veri bazlı kararlar verebilmelerini de sağlayacaktır. - HMI (Human-Machine Inter- face-Grafik Arayüz): Bu ünite işletmecilerin SCADA ile etkile- şimini sağlar. Gerçek zaman veri- sini, geçmişteki trendleri, alarmları görüntüleyerek işletmecinin süreç- leri, mimik diagramlar, tablolar ve raporlar halinde gözlemlemesini sağlar. Bu ünite bağımsız bir cihaz olabileceği gibi mobil aygıt veya MAKALE