ケーススタディ

DC Water

DC Water社がStratusエッジ コンピューティング プラットフォームを構築し、二重の冗長性を実現し、システムのフェイルオーバー時間を90%削減した方法

課題

  • SCADAアプリケーションを耐障害性に優れたプラットフォームに展開
  • DC Waterシステム内の何十ものサイトや施設に信頼性の高い自動計測機器を提供する
  • 分析や役員・規制当局への報告のためのリアルタイムデータの作成

解決策

  • AVEVA System Platform, InTouch®, and Historian
  • ロックウェルPLC
  • シュナイダーエレクトリックPLC
  • Stratusエッジ コンピューティング プラットフォーム

メリット

  • 2015年の導入以来、計画外のダウンタイムが全くない
  • ソリューション全体のフェイルオーバー時間を20分から2分に90%短縮し、サービスの信頼性を向上させた
  • KPI分析や規制当局への報告のためのタイムリーなデータへの迅速なアクセス

飲料水の消費と廃水の処理という、ほぼすべての自治体の住民が毎日利用しているにもかかわらず、気づかれないことが多い重要な二重サービスです。水道事業は市や町の基盤となるものですが、コロンビア特別区上下水道局(DC Water)の場合は、ホワイトハウス、国会議事堂、国立博物館、その他重要な連邦政府の建物など、米国で最も重要な建物にサービスを提供していることから、その課題はさらに大きくなっています。

このミッションの範囲と規模は、1,350マイルのパイプ、4つのポンプステーション、5つの貯水池、3つのタンク、43,000個のバルブ、9,500個の消火栓を介して、681,000人の住民に9,900万ガロン以上の水を送り届けるという巨大なインフラにつながっています。

約725平方マイルのサービスエリアを持つDC Waterは、同区をはじめ、近隣のメリーランド州モンゴメリー郡、プリンスジョージズ郡、バージニア州フェアファックス郡、ラウドン郡の160万人分の廃水を処理しています。その中心となるのが、150エーカーの広さを誇る世界最大級のブルー・プレインズ高度廃水処理施設です。1日平均約2億9千万ガロン、ピーク時には約10億ガロンの処理能力を誇ります。Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームで運用されている洗練されたSCADAシステムのおかげで、同局は大規模な水処理システムが必要とする可用性の目標を達成することができます。これを実現するために、デジタルトランスフォーメーション企業であり、ストラタスの販売パートナーでもあるInSource Solutions社は、DC Water社の新しいソリューションを促進しました。

「もちろん、KPI を見ている上層部の人たちもいますし、EPA のような規制当局も我々のデータを見たがっていますので、完全でタイムリーな、信頼できる有効なデータを持つことは非常に重要です。これらはすべて、Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームに搭載された Historian と SCADA ソフトウェアから得られます」。
Karen Green
SCADA Manager
DC Water

DC WaterにとってのSCADAの重要性

国内最大級の水道事業を運営する DC Water社にとって、強力な監視制御およびデータ取得(SCADA)システムが譲れない要件であることは当然のことです。DC Waterでは、ポンプ場、貯水施設(タンクや貯水池)、下水ポンプ場、雨水ポンプ場、ポトマック川のファブリダムなどの安全でリアルタイムな自動化、運用、制御にAVEVA System Platformを採用しています。

AVEVAの導入は、Galaxy Repositoriesと呼ばれるデータベース、2つの冗長化されたAVEVA Historianインスタンス、2つのアプリケーション・オブジェクト・サーバー、そして視覚化のためのAVEVA InTouch® HMIが動作する2つのターミナル・サーバーに及んでいます。DC Water社はこれらのアプリケーションを3つのコントロールルームで運用しています。

A Resilientエッジ コンピューティング Architecture

当然のことながら、多くの問題を抱えているDC Water社は、ダウンタイムを最小限またはゼロにするために、洗練されたエッジ コンピューティング のインフラを設計しました。「DC Water社のSCADAマネージャーであるカレン・グリーン氏は、「私たちが絶対に許せないのは、どのサーバーにも障害が発生することです。「もし、通常のサーバーを導入していて、何らかの障害が発生した場合、ポンプやバルブが作動せず、水がお客様に届かないといったダウンタイムが発生することになります。これは明らかに受け入れがたいことです」。

"1台のサーバーが故障しても、もう1台が引き継ぐのでダウンタイムはありません。これは必ずしもそうではありませんでした。以前のバージョンでは、システムがフェイルオーバーするまでに20分かかることもありました。Now, with a different configuration, our failover is negligible"
Karen Green
SCADA Manager
DC Water

DC Waterの各施設(貯蔵施設、タンク、ポンプ場、下水施設など)には、ロックウェル社とシュナイダーエレクトリック社製の複数のプログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)が設置されており、これらのデータは専用の光ファイバーを使用した制御ネットワークを介して中央サーバに送られます。DCウォーター社は、システムの冗長性を高めるために、物理的に分離された2台のStratusエッジ コンピューティング プラットフォームを用いて、独立した管理ネットワークを運用しています。分散型のエッジ-in アーキテクチャ向けに最適化された Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームは、高度なプロセッサやデータを多用するアプリケーションをサポートするために必要なパフォーマンスを提供するとともに、DC Water が必要とするフォールトトレランス、セキュリティ、分析、および管理性を提供します。

「我々の AVEVA Historian インスタンスはデータ収集用です」と Green 氏は説明する。「ティア1ヒストリアンからティア2ヒストリアンにデータをプッシュし、当局のユーザーがポンプの状態、水圧、水分析器、電力情報など様々なデータにアクセスできるようにしています。これらのサーバーはストア&フォワード方式で構成されており、万が一接続が中断された場合でも、接続が回復した時点でデータが戻ってくるようになっています」。

絶対に許せないのが、サーバーの故障です。もし通常のサーバーを導入していて何らかの障害が発生した場合、ポンプやバルブが作動せず、お客様に水が届かないというダウンタイムが発生してしまいます。そんなことは到底許されません」。
Karen Green
SCADA Manager
DC Water

完全で、信頼できる、そして有効なデータ

当然のことながら、最前線のユーザーは、AVEVA InTouch® HMIを使ってリモートサイトで機器を操作する数十人の人々です。グリーン氏のようなSCADAアナリストは、様々なSCADAノードを設定し、データを分析してパフォーマンスを最適化する。「また、アナリストや機械・メンテナンスチームもそのデータを利用します」とグリーンは語る。「例えば、メンテナンスチームは、トラブルシューティングや再発防止のために、過去のデータやアラームを利用します。レポートは我々が設定し、エンジニアやマネージャーに自動的にメールで送信されます」。

水質チームのメンバーは、機器を監視し、差異や障害が発生した場合には、携帯電話でアラームや通知を受け取ることができます。これは、上下水道システムを管理する人々にとって重要な配慮です。「もちろん、KPIを見ている上層部や、EPA(米国環境保護庁)などの規制当局も我々のデータを見たがっているので、完全でタイムリーな、信頼できる有効なデータを持つことは非常に重要です。これらはすべて、Stratusエッジ コンピューティング プラットフォーム上にあるHistorianとSCADAソフトウェアから得られるものです」。

ストラタスの力でエッジ コンピューティング 、サポートします。

DC Water は Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームを運用しており、これを(物理的に離れた場所にある)別の Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームがバックアップすることで、2 層のデュアルリダンダンシーを実現しています。この構成により、DC Waterの広範囲でのオペレーションは、並外れたレベルの信頼性を実現しています。

「ストラタスでは、耐障害性と冗長性が確保されています」とグリーンは言います。「停電や通信障害などで1台のサーバーが故障しても、もう1台が別の場所から引き継ぐので、ダウンタイムはありません。これは必ずしもそうではありませんでした。以前のバージョンでは、AVEVA System Platform、InTouch®、Historianなどのシステム全体がフェイルオーバーするのに20分かかることもありました。現在では、異なる構成により、ソフトウェアとネットワークのフェイルオーバーはごくわずかです。

"仮想化は我々の機関にとって非常に有用であることがわかりました。例えば、メンテナンスやアップデート、修理作業を行う必要がある場合、中断することなく簡単に仮想マシンを別のサーバーに移動させることができます。実際、先日、あるPLCソフトウェアに問題が発生しました。そのソフトウェアをStratusエッジ コンピューティング Platformにロードしたところ、非常に簡単に作業ができました。仮想化では、各サーバーに個別のボックスを用意する必要はありません。基本的には1つの大きなボックスで多くの仮想マシンを動かすことができます。また、Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームにはデュアルプロセッサが搭載されており、並行して動作するため、1レベルの冗長性が確保されます。また、必要なときにいつでも仮想マシンをバックアップ、複製、リストアすることができます」と述べています。

また、グリーンは、ストラタスから受けたサポートの重要性と価値を強調しました。「これは重要なことです。「私たちの仕事では、迅速なサポートが必要ですが、ストラタスのエンジニアはすべての問題で私たちのそばにいてくれます。緊急性のない問題であっても、問題が解決するまでフォローアップの電話をしてくれます。ストラタスのエンジニアは、緊急性のない問題であっても、問題が解決するまでフォローアップの電話をしてくれます。

私たちの仕事では、迅速なサポートが必要ですが、ストラタスのエンジニアはあらゆる問題について私たちのそばにいてくれます。緊急性のない問題であっても、問題が解決するまでフォローアップの電話をしてくれます。

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