TRANSPARANTE OPLOSSING IS HET EINDDOEL VAN GASUNIE
PROCESBESTURING
OP^
Een groot aantal procesbesturingen van de NV Nederlandse Gasunie, die landelijk het transport van aardgas verzorgt, i s aan het einde geko. m e n van h u n levenscyclus e n m o e t worden vervangen. Een grote verzameling van systemen e n leveranciers gaat op de schop. Een transparante en gestandaardiseerde oplossing i s het einddoel.
Tekst Bart Driessen Foto's Gasunie
Gasunie geeft tot 2012 een slordige 1tot 1,5 miljard euro uit aan verbetering en uitbreiding van het leidingnet, waarvan een groot deel gaat zitten in de kosten voor de stalen buizen. Vele procesbesturingen binnen Gasunie zijn aan het einde gekomen van hun lifecycle en moeten daarom vervangen worden. Jan Willem Kootstra, engineer process automation bij Gasunie: 'Door de jaren zijn er verschillende merken besturingen geïntroduceerd van ABB, Elsag Bailey, Foxboro, Omron tot en met Rockwell. Uit schattingen bleek dat we wel tweehonderd verschillende merken en versies in huis hadden. Daarnaast hadden we ook nog tientallen verschillende SCADA-systemen. Als we daar niets aan doen, krijgen we te maken met hoge kosten voor onderhoud en opleidingen. Door de grote verschillen zijn de oude systemen verder niet toegankelijk en transparant. Voor operators is dat erg onoverzichtelijk.' 'Ons doelrlzovervolgt Kootstra, 'is een situatie waarin letterlijk alle SCADA-systemen dezelfde look and fee1 hebben. Verder moeten systemen van onbemande locaties eenvoudig te bedienen zijn vanaf bemande locaties. De operator heeft dan in principe niet eens door, dat hij van een lokaal systeem naar een decentraal systeem kijkt. Alarmmeldingen komen
6
Qt
juni 2007
van decentrale locaties door alsof het alarmen van de lokale locatie zijn. We willen dat de applicaties gelijk en volledig transparant zijn.' Kootstraat wil bovendien de lifecycle van SCADA-systemen gelijk trekken aan die van PLCen DCS-systemen. 'Scada-systemen hebben normaal gesproken een lifecycle van rond de zeven jaar, terwijl de besturingen met gemak het dubbele halen. Daarom zochten wij een partner die het SCADA-systeem dertien jaar lang up to date kan en wil houden. Dat standaardisatie dan noodzakelijk is, spreekt voor zich. Daarom kiezen we voor één SCADA-systeem ten behoeve van de visualisering en één PLC-systeem voor de procesbesturing. Dat zijn respectieveiijk PVSS I1 van ETM en AC800 van ABB.'
Transparantie Gasunie maakt al jaren gebruik van zogenoemde functionele standaarden of kortweg FS-en. Een FS beschrijft hoe bijvoorbeeld een enkelvoudige meting uitgevoerd moet worden in het veld en in het PLC- of DCS-systeem. Zo zijn er FS-en voor onder meer kleppen en compressoren. Met deze beschrijvingen in de hand heeft Gasunie in samenwerking met ETM een technica1 design specification (TDS) geschreven voor het SCA-
Gasrotonde van Moordwest Europa
.:iI-:
I!
r,::.,..,,, . - .. ~.l-!'l. .n
l l
t
I' i'
Constant regelen van druk Waaruit bestaat het proces dat in het netwerk van Gasunie geregeld moet worden? In de eerste plaats moet Gasunie er voor zorgen dat alle afnemers voldoende gas kunnen afnemen. Daarvoor moeten hoofdleidingen constant gevoed worden vanuit de voorraad aardgas van Nederland zelf of het buitenland. Daarnaast kent het gasverbruik natuurlijk ook zijn pieken en dalen. Dat betekent dat het gas in het leidingnet constant binnen een bepaalde bandbreedte op de juiste druk gehouden moet worden. Dat gebeurt in compressorstations met coml pressoren die in het hoofdtransportnet zijn ingebouwd. Al naar gelang de afgenomen hoeveelheidworden deze bij- of afge1 schakeld en naar een hoger of lager toerentalgeregeld. Het regelen van de juiste aanvoerhoeveelheid is dus een kwestie van het constant regelen van de druk. De gasbranders die gebruikt worden bij de industrieën en huishoudens gaan uit van een gas met een bepaald calorische waarde. Veel industrieën, maar in ieder geval alle huishoudens in Nederland, gaan uit van het zogenaamde Gronin7 gen-gas of kortweg G-gas. Omdat geen gasveld gas Levert met de zelfde calorische waarde, moeten deze gassen gemengd worden. Dit kan door laagcalorische gassen te mengen met hoogcalorische gassen. Of door het toevoegen van stikstof bij hoogcalorische gassen. De taken van Gasunie zijn w dus het op druk houden van het hoofdtransport én het mengen van de verschillende soorten gas. Uiteindelijk wordt het gas geleverd aan de grootverbruikers of de lokale distributeurs [zoals Nuon en Essent]. Aangezien gas uit de grond nauwelijks ruikt, voegt Gasunie om veiligheidsredenen de zo kenmerkende geur toe. Dit proces heet 'odor~satie'.Tevens dient de druk gereduceerd te worden. De hoofdleidingen hebben een druk van ruim 60 bar. de regionale leidingen hebben een druk van 40 bar. terwijt de lokale distributeurs weer een lagere druk hanteren. Het reduceren .t.vn!! qr.9lw in f ~ v r m r ! ,r I ~ q rl f. i~~ w t - A R P Q P ~ L ~ Fn >~I~~E~
#
1
Gas Ontvangst Stations [GOS]. AL deze Locaties, Compressorstations, Mengstations, Meet- & Regelstations en de GOSsen zullen in de toekomst worden voorzien van het nieuwe gestandaardiseerde SCADA- en PLC-systeem.
I
DA-deel. De TDS beschrijft alle componenten, vastgelegd in FS-en, die binnen PVSS II moeten gaan werken. Dat heeft geresulteerd in de Gasunie-bibliotheek. Kootstra: 'Veel tijd is ge'ïnvesteerd in de documentatie. Want vergeet niet, je legt daarmee ook een verzameling procedures, normen en technieken vast voor een periode van dertien jaar. Je kunt onmogelijk alle toekomstige ontwikkelingen voorzien, maar door alles goed door t e spreken en goed t e specificeren wordt de basis gelegd voor een onderhoudbaar concept. ' Een van belangrijkste doelen van de standaardisatie is een transparante visualiseringlaag voor de ABB-controllers en de verschillende PLC- en DCS-systemen, die binnen GasunB in gebnik zijn. Gebruikers kunnen daardoor met PVSS II alle installaties zoals compressorstations en mengstations monitoren en besturen. Een belangrijke voorwaarde om dat uit t e kunnen voeren, is het vermogen om data afkomstig van PLC's op te pikken en t e verwerken. Gasunie heeft voor de benade:i:iq .;ar: d e be;:lilri[!e PSC'i; geiiizeri viicir OPC. een open
;..-l?......rii~r.:atl.o~aidw:u: .r,
iii18:i
gi'iliak ki:l:jki ii:eqa:i y ,t;~;i:id: ;-r--
srhaf: :r:,; ii,jvoorbe~Ld1'LC-data. in b i q.r.vul :rai: G;lr.unic 17 i[?.: - zoals eerder al gesteld - een zeer gevarieerd gezelschap. - 1 ~i?:~i;.::azr :u:li.r! dlc. in de toekomst, worden vervangen door A3 R - cc:i l:ci'.le r r. maar voorlopig blijven de nieuwere bestaan-ir I'].[:': y:7wr?uil iii:il. Y~PI):
De taak,die PVSS II heeft, is
De ;)t:.~c.trniri de ABB-controller hebben een koppelvlak n,~~?.?.riii~;: s: -:I~,!I $:(!r4J~III::!L~I:PIL 011 ~ ~ I ì j P:) ~ i r111 I WSS II. Donrdai d i t ec-ndiiidlq i..asti.iq~.is hct mogelijk met de specif\?$ VI:I~I h~~1.1:iie ~I:IIIA~~:?;: FL'SS 1[-ii1:11:?ie i~i:i:-!iï~;~tii: =?I. cc-; ?rLi:: i p j , ~ I I ' I I b.~:' ?,:i~~li. I::ipjl~lvlalt l.'aii i!(.ABEc-~i:tir;!:e: L.7 qiirieicien in I"v'SS. :taar:::ce i: dit per1 kwcstic #i211 +:~:I~L~. ~I~:I,(I.J.I!~~:Iq + a . - i ( t r ~ lDl t~ !:?~ i . J:;,*: tv111ris i:ir! i ~ l . I w r , sr.z _ ,...7r. ?:L- r n rriakl.ci:jb.. maar ook 1ici.l v - ~ l i q . ?'io?:.li.r inoi~ct d;il:i li;ii!i!iiin~i~(11 ',ii!vci.rirbrcl!i via Exrij1 :p eeri iimt;lach:iqc iiigovtscrd. ?;,ti dw:i we niets meer handmatig.' r n i i i i ~vriricn ~ :taL:onr
a
(i~ii,i\.
.~-r.dr.riii+e: hrt 1cni.r; van ,2!i~J F . W C : ~ : ~dC ~ zc:id~: r ~ k;~rh:j :E;.;~II:~PI~ l? ï~;tl[ilt.~:.~ ijgc; 31 iii? k~:p~cr;y:ie ~S~FII)+II, Jali lmiiIli!ii~ K o ; > t > : t ~VIILI ;MII: ' Z ~ ; p l :I; ti<> AER-i'<~~ils~)l!ea in 1'755 Y zijn r i b j c c î c r : ontv;!lrkc!d. gc-bzrc-erd op dc F$. PI:.
!\;1.1
bij Arnhem. Deze twee stations doen dienst als pilot-project voor de implementatie van PVSS 11. Het compressorstation Ravenstein behoort qua omvang tot een gemiddeld compressorstation en is dus representatief voor de overige compressorstations waar straks ook met PVSS II wordt gewerkt. Jan Willem Kootstra: 'Doordat alle gebnikers van WSS II werken met één systeem en één bedieningsfilosofie zie je een enorm enthousiasme over de transparantie van het systeem. Als een operator in Zweekhorst gegevens invoert, kan een operator in Ravenstein dit zien. De operator in Ravenstein kan dan echter geen gegevens invoeren bij Zweekhorst. Dit is een bewuste keuze zodat altijd duidelijk is wie de controle heeft over een station. Stel nu, dat ik gebeld word door een operator, omdat hij een probleem heeft. Dan kan ik zonder moeite in Gdningen dezelfde gegevens en plaatjes naar voren halen als hij. Daarvoor hoef ik zijn werk niet t e belemmeren, want ik kijk parallel met hem mee. Ik neem dus geen muis, toetsenbord of beeldscherm van hem over. Op deze manier kan ik vrij rondkiikken om de storing t e zoeken en de operator kan verder met z'n werk. Natuurlijk zijn er verschilLnde passwords en bedieningsrechten, maar essentieel is dat we allemaal op hetzelfde systeem werken.'
d:.: :';~,rrler. '~itgrrcs:n i p t PVSS II worden opge-
nomen in een landelijk netwerk van Gasunie. Alle PVSS IIsystemen zijn hierdoor met eikaar gekoppeld en kunnen vanuit bepaalde hoofdstations worden ingekeken en ingegrepen op substations. Het koppelen van twee locaties, zodat de operator beide locaties kan bedienen, vergt weinig arbeid.
Aanbesteding Typerend voor de dynamiek in industriële automatisering is de versnelling en vergroting van capaciteiten tijdens de looptijd van het project. Toen ETM in 2003 inschreef voor de tender konden zij met hun oplossing een netwerk van 256 servers aan. Dat was onvoldoende voor Gasunie. ETM is toen op verzoek van Gasunie aan de slag gegaan om de capaciteit op een hoger niveau te brengen. Dat is gelukt: de nieuwste versie van WSS II is berekend op 2048 servers. Voorlopig is dat ruim voldoende, al zal dat aantal in de toekomst zeker hoger komen te liggen. Op basis van de Europese aanbesteding die Gasunie voor de implementatie van WSS il heeft uitgeschreven, zijn uiteindelijk twee systeemintegratoren gekozen. Het gaat om Imtech en de combinatie Stork/Ordina. Onderdeel van de noord-zuidverbinding zijn de compressorstations in Ravenstein in Noord-Brabant en Zweekhorst, vlak-
I I Jan Willem Kootstra, engineer process automation bij Gasunie:
1 Alle SCADA-systemen moeten 1 dezelfde look and fee1 hebben. ' l
