Estudo de caso

Água DC

Como o Stratus Arquitetado de Água DC Edge Plataformas de Computação para Fornecer Dupla Redundância e Reduzir em 90% o Tempo de Falha do Sistema

Desafios

  • Implantar aplicações SCADA em plataforma resistente e tolerante a falhas
  • Fornecer instrumentação automatizada confiável para dezenas de locais e instalações em todo o sistema DC Water
  • Criar dados em tempo real para análise e relatórios executivos/regulamentares

Solução

  • Plataforma do Sistema AVEVA, InTouch®, e Historian
  • Rockwell PLC
  • Schneider Electric PLC
  • Stratus Edge Plataforma Informática

Benefícios

  • Absolutamente 0 tempo de parada não planejada desde a instalação em 2015
  • O tempo total de falha da solução foi reduzido em 90% de 20 minutos para 2 minutos, resultando em maior confiabilidade do serviço
  • Acesso rápido a dados oportunos para análise de KPI e relatórios regulamentares

É o serviço duplo vital do qual praticamente todos os residentes de qualquer município dependem todos os dias - mas que, espera-se, passe despercebido: o consumo de água potável e o descarte de águas residuais. Os serviços públicos de água são a base de qualquer cidade, mas para o Distrito de Columbia Water and Sewer Authority (DC Water), o desafio é ampliado pelo fato de servir alguns dos edifícios mais importantes da nação, incluindo a Casa Branca, o Capitólio, museus nacionais e outros edifícios federais vitais.

O escopo e a escala da missão levaram a uma infra-estrutura maciça que bombeia mais de 99 milhões de galões de água para 681.000 residentes através de uma rede de 1.350 milhas de tubulações, quatro estações de bombeamento, cinco reservatórios, três tanques, 43.000 válvulas e 9.500 hidrantes de incêndio.

Com uma área total de serviço de aproximadamente 725 milhas quadradas, DC Water também trata águas residuais para 1,6 milhões de pessoas no Distrito, assim como nos condados vizinhos de Montgomery e Prince George em Maryland e Fairfax e Loudon na Virgínia. A peça central desses esforços é a Planta Avançada de Tratamento de Águas Residuais Blue Plains de 150 acres, a maior instalação de seu tipo no mundo. Ela trata uma média de quase 290 milhões de galões por dia - com uma capacidade máxima de quase 1 bilhão de galões por dia. Graças a um sofisticado sistema SCADA operando na Stratus Edge Plataforma Informática, a agência pode alcançar as metas de disponibilidade que seu grande sistema de água requer. Para tornar tudo isso possível, a InSource Solutions, uma empresa de Transformação Digital e parceira de distribuição da Stratus, facilitou a nova solução da DC Water.

"É claro que também temos gestores superiores que estão olhando para os KPIs, e reguladores como a EPA querem ver nossos dados, portanto é crucial ter dados confiáveis e válidos que sejam completos e oportunos. Tudo isso vem do Historian e de nosso software SCADA que reside em nossa plataforma de computação Stratus Edge ".
Karen Green
Gerente SCADA
DC Água

A Importância Crítica do SCADA para a Água DC

Operando uma das maiores concessionárias de água do país, não é surpresa que um forte sistema de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA) seja um requisito não negociável para a DC Water. A agência conta com a Plataforma do Sistema AVEVA para automação, operações e controle seguros e em tempo real de suas estações de bombeamento de água, instalações de armazenamento (tanques e reservatórios), estações de bombeamento de esgoto, estações de bombeamento de águas pluviais e fabridames no Rio Potomac.

A implementação do AVEVA abrange bancos de dados chamados Galaxy Repositories, duas instâncias redundantes do AVEVA Historian, dois servidores de objetos de aplicação e dois servidores terminais que executam o AVEVA InTouch® HMI para visualização. A DC Water opera estas aplicações em três salas de controle.

A Resiliente Edge Arquitetura Computacional

Sem surpresas, com tanto em jogo, a DC Water projetou uma sofisticada infra-estrutura informática Edge para minimizar ou eliminar qualquer tempo parado. "A única coisa que não podemos absolutamente tolerar é uma falha em nenhum de nossos servidores", disse Karen Green, gerente SCADA da DC Water. "Se tivéssemos implementado servidores regulares e experimentado qualquer tipo de falha, estaríamos lidando com tempo de inatividade - bombas e válvulas não funcionando, água não alcançando nossos clientes". Isso é obviamente inaceitável".

"Se um servidor falhar, o outro assume o controle e não há tempo de inatividade. Este nem sempre foi o caso. Em iterações anteriores, poderia levar 20 minutos para que o sistema falhasse. Agora, com uma configuração diferente, nosso failover é insignificante"
Karen Green
Gerente SCADA
DC Water

Cada site DC Water - desde instalações de armazenamento e tanques até estações de bombeamento e instalações de esgoto - tem vários controladores lógicos programáveis (PLCs) tanto da Rockwell como da Schneider Electric que alimentam um servidor central com dados através de uma rede de controle executada em fibra ótica privada. Para construir altos níveis de redundância do sistema em sua arquitetura computacional, a DC Water opera uma rede de gerenciamento separada movida por dois Stratus fisicamente separados Edge Plataformas computacionais. Otimizado para distribuição edge- em arquiteturas, o Stratus Edge As plataformas de computação fornecem o desempenho necessário para suportar aplicações avançadas de processamento e dados intensivos, ao mesmo tempo em que também fornecem a tolerância a falhas, segurança, análise e capacidade de gerenciamento que a DC Water requer.

"Nossas instâncias do AVEVA Historian são para a coleta de dados", explicou Green. "Empurramos dados de nosso Historian Tier 1 para um Historian Tier 2 onde os usuários através da autoridade podem acessar vários dados, incluindo status de bombas, pressões de água, analisadores de água e informações de energia. Nós os configuramos como servidores de armazenamento e encaminhamento, de modo que se houver qualquer interrupção, os dados serão preenchidos quando a conexão for restabelecida".

A única coisa que não podemos absolutamente tolerar é uma falha em nenhum de nossos servidores. Se tivéssemos implementado servidores regulares e experimentado qualquer tipo de falha, estaríamos lidando com tempo de inatividade - bombas e válvulas não funcionando, água não alcançando nossos clientes. Isso é obviamente inaceitável".
Karen Green
Gerente SCADA
DC Água

Dados completos, confiáveis e válidos

Naturalmente, os usuários da linha de frente são as dezenas de pessoas que operam o equipamento em locais remotos usando o AVEVA InTouch® HMI. Analistas SCADA como o Green configuram os vários nós SCADA e analisam os dados para otimizar o desempenho. "Nossos analistas e equipes mecânicas e de manutenção também utilizam esses dados", disse Green. "A equipe de manutenção, por exemplo, utiliza os dados históricos e os alarmes para a solução de problemas e para evitar recidivas". Nós configuramos os relatórios e eles são enviados automaticamente por e-mail para engenheiros e gerentes".

Os membros da equipe de qualidade da água podem monitorar seus equipamentos e receber alarmes e notificações em seus telefones se ocorrerem variações ou falhas - uma consideração importante para as pessoas que administram sistemas de água e esgoto. "É claro que também temos gestores superiores que estão olhando para os KPIs, e reguladores como a EPA querem ver nossos dados", disse ela, "então é crucial ter dados confiáveis e válidos que sejam completos e oportunos". Tudo isso vem do Historian e de nosso software SCADA que reside em nossa plataforma de computação Stratus Edge ".

O Poder de Stratus para Edge Informática e Suporte

DC Water opera uma Stratus Edge Plataforma de computação, apoiada por outra (fisicamente distante) Stratus Edge Plataforma de computação, criando duas camadas de redundância dupla. Esta configuração dá à DC Water uma operação em expansão níveis excepcionais de confiabilidade.

"Com Stratus, temos tolerância a falhas e redundância", disse Green. "Se um servidor falhar devido a uma queda de energia ou interrupção de comunicação, o outro assume o controle de outro local e não há tempo de inatividade". Este nem sempre foi o caso. Em iterações anteriores, poderia levar 20 minutos para que todo o sistema - Plataforma do Sistema AVEVA, InTouch® e Historian - falhasse. Agora, com uma configuração diferente, nosso failover de software/rede é insignificante.

"Descobrimos que a virtualização é muito útil para nossa agência. Por exemplo, se precisarmos realizar trabalhos de manutenção, atualizações ou reparos, podemos facilmente mover uma máquina virtual para outro servidor sem qualquer interrupção. Na verdade, no outro dia, tivemos um problema com algum software PLC. Acabamos de carregá-lo na plataforma de computação Stratus Edge , o que facilitou muito as coisas para nós. Com a virtualização, não temos que manter uma caixa individual para cada servidor. Nós apenas temos, basicamente, uma caixa grande que pode rodar muitas máquinas virtuais. Obtemos um nível de redundância porque a Stratus Edge Plataformas de Computação tem processadores duplos trabalhando em paralelo. Também podemos fazer backup, duplicar e restaurar as VMs sempre que precisarmos".

Green também ressaltou a importância e o valor do apoio que ela recebeu da Stratus. "Isso é importante - muito importante", disse ela. "Em nossa linha de trabalho, precisamos de um suporte responsivo, e os engenheiros da Stratus estão ao nosso lado em todos os assuntos". Mesmo que seja uma questão não urgente, eles me chamarão para acompanhar até que a questão seja resolvida. Eles são muito ágeis e diligentes - e isso é exatamente o que queremos".

Em nossa linha de trabalho, precisamos de um suporte responsivo, e os engenheiros da Stratus estão ao nosso lado em todos os assuntos. Mesmo que seja uma questão não emergente, eles me chamarão para acompanhar até que a questão seja resolvida.

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