Estudio de caso

Agua DC

Cómo DC Water diseñó las plataformas Stratus Edge Computing plataformas para proporcionar doble redundancia y reducir el tiempo de conmutación del sistema en un 90%.

Desafíos

  • Implantar aplicaciones SCADA en una plataforma resistente y tolerante a fallos
  • Proporcionar una instrumentación automatizada fiable para docenas de sitios e instalaciones en todo el sistema de DC Water
  • Crear datos en tiempo real para el análisis y la elaboración de informes ejecutivos y reglamentarios

Solución

  • Plataforma del sistema AVEVA, InTouch® e Historian
  • Rockwell PLC
  • Schneider Electric PLC
  • Stratus Edge Computing Plataforma

Beneficios

  • Absolutamente 0 tiempos de inactividad no planificados desde su instalación en 2015
  • El tiempo total de conmutación por error de la solución se redujo en un 90%, de 20 a 2 minutos, con lo que se mejoró la fiabilidad del servicio
  • Acceso rápido a datos oportunos para el análisis de los indicadores clave de rendimiento y la elaboración de informes reglamentarios

Se trata del doble servicio vital del que dependen a diario prácticamente todos los residentes de cualquier municipio, pero que afortunadamente pasa desapercibido: el consumo de agua potable y la eliminación de aguas residuales. Los servicios de agua son la base de cualquier ciudad o pueblo, pero en el caso de la Autoridad de Agua y Alcantarillado del Distrito de Columbia (DC Water), el reto se ve magnificado por el hecho de que da servicio a algunos de los edificios más importantes del país, como la Casa Blanca, el Capitolio, los museos nacionales y otros edificios federales vitales.

El alcance y la escala de la misión han dado lugar a una enorme infraestructura que bombea más de 99 millones de galones de agua a 681.000 residentes a través de una red de 1.350 millas de tuberías, cuatro estaciones de bombeo, cinco depósitos, tres tanques, 43.000 válvulas y 9.500 bocas de incendio.

Con un área de servicio total de aproximadamente 725 millas cuadradas, DC Water también trata las aguas residuales de 1,6 millones de personas en el Distrito, así como de los condados vecinos de Montgomery y Prince George's en Maryland y los condados de Fairfax y Loudon en Virginia. La pieza central de estos esfuerzos es la planta de tratamiento avanzado de aguas residuales de Blue Plains, de 150 acres, la mayor instalación de este tipo en el mundo. Trata una media de casi 290 millones de galones al día, con una capacidad máxima de casi mil millones de galones al día. Gracias a un sofisticado sistema SCADA que funciona con Stratus Edge Computing Platform, la agencia puede alcanzar los objetivos de disponibilidad que requiere su gran sistema de agua. Para hacer todo esto posible, InSource Solutions, una empresa de transformación digital y socio de distribución de Stratus , facilitó la nueva solución de DC Water.

"Por supuesto, también tenemos a la alta dirección que mira los KPI, y los reguladores como la EPA quieren ver nuestros datos, por lo que es crucial tener datos fiables y válidos que sean completos y oportunos. Todo esto proviene de Historian y de nuestro software SCADA que reside en nuestra Stratus Edge Computing plataforma".
Karen Green
Gerente de SCADA
DC Water

La importancia crítica de SCADA para DC Water

Al operar una de las mayores empresas de agua del país, no es de extrañar que un fuerte sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) sea un requisito no negociable para DC Water. La agencia confía en la Plataforma del Sistema AVEVA para la automatización, operaciones y control seguros y en tiempo real de sus estaciones de bombeo de agua, instalaciones de almacenamiento (tanques y depósitos), estaciones de bombeo de aguas residuales, estaciones de bombeo de aguas pluviales y fabridams en el río Potomac.

La implementación de AVEVA abarca bases de datos llamadas Repositorios Galaxy, dos instancias redundantes de AVEVA Historian, dos servidores de objetos de aplicación y dos servidores de terminales que ejecutan AVEVA InTouch® HMI para la visualización. DC Water opera estas aplicaciones en tres salas de control.

Una arquitectura Edge Computing Arquitectura

No es de extrañar que, con tanto en juego, DC Water haya diseñado una sofisticada Edge Computing infraestructura para minimizar o eliminar cualquier tiempo de inactividad. "Lo único que no podemos tolerar en absoluto es un fallo en cualquiera de nuestros servidores", afirma Karen Green, directora de SCADA de DC Water. "Si hubiéramos implantado servidores normales y experimentáramos cualquier tipo de fallo, nos encontraríamos con tiempos de inactividad: las bombas y las válvulas no funcionarían, el agua no llegaría a nuestros clientes. Eso es obviamente inaceptable".

"Si un servidor falla, el otro toma el relevo y no hay tiempo de inactividad. Esto no siempre fue así. En las iteraciones anteriores, el sistema podía tardar 20 minutos en recuperarse. Ahora, con una configuración diferente, nuestra conmutación por error es insignificante"
Karen Green
SCADA Manager
DC Water

Cada emplazamiento de DC Water -desde las instalaciones de almacenamiento y los tanques hasta las estaciones de bombeo y las instalaciones de alcantarillado- cuenta con múltiples controladores lógicos programables (PLC) tanto de Rockwell como de Schneider Electric que alimentan los datos a un servidor central a través de una red de control que funciona con fibra óptica privada. Para incorporar altos niveles de redundancia del sistema en su arquitectura informática, DC Water opera una red de gestión separada manejada por dos plataformas físicamente separadas. Stratus Edge Computing Plataformas. Optimizado para arquitecturas distribuidas edge-in, Stratus Edge Computing Las Plataformas ofrecen el rendimiento necesario para soportar aplicaciones avanzadas de uso intensivo de procesador y datos, al tiempo que proporcionan la tolerancia a fallos, la seguridad, el análisis y la capacidad de gestión que requiere DC Water.

"Nuestras instancias de AVEVA Historian son para la recopilación de datos", explicó Green. "Empujamos los datos desde nuestro Historian de nivel 1 a un Historian de nivel 2, donde los usuarios de toda la autoridad pueden acceder a diversos datos, como los estados de las bombas, las presiones del agua, los analizadores de agua y la información sobre la energía. Los hemos configurado como servidores de almacenamiento y reenvío, de modo que si hay alguna interrupción, los datos se rellenarán cuando se restablezca la conexión".

Lo único que no podemos tolerar en absoluto es un fallo en cualquiera de nuestros servidores. Si hubiéramos implantado servidores normales y tuviéramos algún tipo de fallo, nos encontraríamos con tiempos de inactividad: las bombas y las válvulas no funcionarían, el agua no llegaría a nuestros clientes. Eso es obviamente inaceptable".
Karen Green
Directora de SCADA
DC Water

Datos completos, fiables y válidos

Naturalmente, los usuarios de primera línea son las docenas de personas que operan el equipo en sitios remotos utilizando AVEVA InTouch® HMI. Los analistas de SCADA como Green configuran los distintos nodos de SCADA y analizan los datos para optimizar el rendimiento. "Nuestros analistas y equipos mecánicos y de mantenimiento también utilizan esos datos", dijo Green. "El equipo de mantenimiento, por ejemplo, utiliza los datos históricos y las alarmas para solucionar problemas y evitar que se repitan. Configuramos los informes y se envían automáticamente por correo electrónico a los ingenieros y a los directivos".

Los miembros del equipo de calidad del agua pueden supervisar sus equipos y recibir alarmas y notificaciones en sus teléfonos en caso de que se produzcan desviaciones o fallos, una consideración importante para las personas que gestionan sistemas de agua y aguas residuales. "Por supuesto, también tenemos a la alta dirección que mira los KPI, y los reguladores como la EPA quieren ver nuestros datos", dijo, "por lo que es crucial tener datos fiables y válidos que sean completos y oportunos. Todo esto proviene de Historian y de nuestro software SCADA que reside en nuestra Stratus Edge Computing plataforma".

El poder de Stratus para Edge Computing y apoyo

DC Water opera una Stratus Edge Computing Plataforma, respaldada por otra (físicamente distante) Stratus Edge Computing físicamente distante, creando dos capas de doble redundancia. Esta configuración proporciona a las operaciones de DC Water niveles excepcionales de fiabilidad.

"Con Stratus, tenemos tolerancia a los fallos y redundancia", dijo Green. "Si un servidor falla por un corte de luz o una interrupción de las comunicaciones, el otro toma el relevo desde otra ubicación y no hay tiempo de inactividad. Esto no siempre ha sido así. En las iteraciones anteriores, el sistema completo (AVEVA System Platform, InTouch® e Historian) podía tardar 20 minutos en conmutar. Ahora, con una configuración diferente, nuestra conmutación por error de software/red es insignificante.

"Hemos comprobado que la virtualización es muy útil para nuestra agencia. Por ejemplo, si necesitamos realizar tareas de mantenimiento, actualizaciones o reparaciones, podemos trasladar fácilmente una máquina virtual a otro servidor sin ninguna interrupción. De hecho, el otro día tuvimos un problema con un software de PLC. Simplemente lo cargamos en la Stratus Edge Computing Plataforma, y eso nos facilitó mucho las cosas. Con la virtualización, no tenemos que mantener una caja individual para cada servidor. Tenemos, básicamente, una gran caja que puede ejecutar muchas máquinas virtuales. Obtenemos un nivel de redundancia porque Stratus Edge Computing Las plataformas tienen dos procesadores que trabajan en paralelo. También podemos hacer copias de seguridad, duplicar y restaurar las máquinas virtuales siempre que lo necesitemos".

Green también subrayó la importancia y el valor del apoyo que ha recibido de Stratus. "Es importante, muy importante", dijo. "En nuestra línea de trabajo, necesitamos un apoyo eficaz, y los ingenieros de Stratusestán a nuestro lado en cada problema. Incluso si se trata de un problema no urgente, me llaman para hacer un seguimiento hasta que el problema se resuelve. Son muy receptivos y diligentes, y eso es justo lo que queremos".

En nuestra línea de trabajo, necesitamos un soporte receptivo, y los ingenieros de Stratusestán a nuestro lado en cada problema. Incluso si se trata de un problema no urgente, me llamarán para hacer un seguimiento hasta que se resuelva el problema.

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