MONITORIZACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

Transcripción

1 1 NETWORK MONITORING Network Monitoring Descripción de producto Logger Only

2 CONTENIDOS 1 Índice 1. Introducción Jerarquía de la red de agua 4 3. Registro de datos 5 4. Visualización de datos 6 5. Centro de control 7 6. Gestión de alarmas Representación geoespacial Gestión de datos Gestión de equipos y control Plataforma software Conclusiones 16

3 1. INTRODUCCIÓN i2o Water trabaja con un gran número de compañías de agua en todo el mundo desarrollando iniciativas de gestión de la presión enfocadas a optimizar el funcionamiento de las redes de distribución. 3 Este documento proporciona una visión general de las funcionalidades del sistema de monitorización de la red de distribución, desarrollado por i2o. Las aplicaciones i2o para gestión inteligente de la presión proporcionan el grado de supervisión y conocimiento del funcionamiento de la red requerido para controlar y optimizar la presión en modo remoto. La aplicación i2o para monitorización de la red de distribución reúne estas funcionalidades en un único producto, diseñado para satisfacer los requerimientos operacionales del día a día en la gestión de redes y como elemento integrado en las aplicaciones para control remoto y optimización automática de la presión. Interfaz de usuario de la aplicación i2o para monitorización de la red de distribución La aplicación para monitorización de la red de distribución permite tanto su utilización como herramienta única de gestión o como solución que complementa a los sistemas de soporte ya implantados en la compañía para archivo de datos consolidados y generación de informes de explotación. Uno de los retos principales que afrontan los ingenieros y gerentes es tener que suplir la carencia de información relevante, en base a datos históricos, que permita comprender el funcionamiento de la red. Los datos históricos sobre el funcionamiento de la red o bien no existen o requieren de ingentes cargas de trabajo manual para su ltrado y manipulación. Los sistemas de soporte para consolidación de datos han sido la mayoría de las veces concebidos para la generación de informes reglamentarios y de gestión. Su exibilidad, derivada del uso para el que han sido concebidos como herramientas de análisis y generación de informes, hacen de ellos herramientas complejas y de difícil aplicación en las tareas cotidianas de gestión del día a día. Esta di cultad de manejo repercute en una respuesta más lenta de los ingenieros a la hora de identi car las acciones de mejora a ejecutar y en el diagnostico de las incidencias de funcionamiento que afectan al correcto funcionamiento de la red de distribución. Esto implica que el cumplimiento de los niveles de calidad en la prestación del servicio al abonado pueda verse comprometido y que no se identi quen correctamente los objetivos de las inversiones a realizar en los planes de mejoras. Para solucionar estos inconvenientes, la aplicación i2o para monitorización de la red de distribución se ha concebido como una herramienta proactiva al servicio del usuario en el ejercicio de las tareas cotidianas de explotación de la red de agua, como el análisis y reparación de fugas, mejora de ratios de explotación, monitorización de parámetros de funcionamiento, seguimiento de los niveles de calidad en la prestación del servicio al abonado y diagnostico de incidencias. Mediante la utilización de un software desarrollado según el modelo de servicio en la nube, la aplicación proporciona el nivel de conocimiento requerido para gestionar la red de agua, potenciando las funcionalidades de las inversiones ya realizadas en sistemas SCADA y de generación de informes reglamentarios mediante la plena integración con los sistemas ya existentes en la compañía y el sencillo proceso de actualización de la aplicación a las soluciones avanzadas i2o de control remoto y optimización automática de presión.

4 2. JERARQUIA DE LA RED 3. REGISTRO DE DATOS 5 La aplicación para monitorización de la red se construye sobre la jerarquía hidráulica de la red de distribución, lo que permite tanto la gestión de la red como su representación espacial. La aplicación para monitorización de la red puede realizar la captura de datos a partir de diferentes fuentes. El registro de datos puede realizarse a través de los precisos registradores inteligentes i2o o mediante la integración automática de los datos de equipos de terceros y resto de sistemas corporativos existentes en la compañía. Los clientes por lo tanto Para implementar el flujo en continuo de datos con la plataforma de gestión de datos i2o, el sistema i2o utiliza la interfaz API (Application Programming Interface). La interfaz puede utilizarse para comunicar con distintas fuentes de captura de datos, bien comunicando directamente con el software de los registradores de terceras compañías o con el de los sistemas corporativos de telemetría y SCADA. infraestructura de registradores y sistemas corporativos instalados previamente. Representación espacial de la red en la aplicación para monitorización Los usuarios pueden cargar manualmente registros de datos en la aplicación para monitorización de la red, tanto de presiones como caudal, en las distintas ubicaciones. Esto permite la importación del histórico de datos registrados en una ubicación existente. Cuando un sector alimenta a otro, la salida del primer sector es la entrada del sector adyacente. El software permite a los usuarios implementar estas relaciones hidráulicas facilitando una mejor comprensión de la topología de red y de los datos registrados. Las ubicaciones y sectores se representan según la jerarquía hidráulica de la red permitiendo a los usuarios visualizar las áreas en las que se están realizando trabajos. La representación jerarquizada de la red en la aplicación permite un avanzado nivel de integración de los datos registrados y la consolidación de los mismos según los distintos niveles jerárquicos. Las alarmas y datos registrados pueden ser consolidados a diferentes niveles, proporcionando una valiosa herramienta a los gestores de la red, tanto para la supervisión y monitorización como para garantizar una rápida respuesta ante incidencias en la red. jerarquía hidráulica de la red se gestionan a través de una intuitiva representación en forma de árbol, con sencillas herramientas de edición para la actualización de cambios en la topología de red.

5 4. VISUALIZACIÓN DE DATOS 5. CENTRO DE CONTROL 7 Mediante la agregación y consolidación de datos en los diferentes niveles jerárquicos de la red, la información se presenta al nivel oportuno en cada momento para obtener una valiosa percepción del funcionamiento de la red de distribución. Esta información se presenta a través del centro de control, grá cas e interfaces de alarmas inteligentes. En el nivel más bajo, el usuario puede visualizar las condiciones de funcionamiento de los equipos, como la cobertura de señal GSM y el nivel de voltaje de la batería. En el nivel de ubicación se muestran los canales de presión, caudal y temperatura del sector seleccionado. A nivel de sector, los datos de la red se integran para proporcionar información útil como ujos netos, volúmenes diarios, per l de consumo mínimo nocturno y gra cas de análisis estadístico de los parámetros de funcionamiento de la red de agua. Todas estas herramientas permiten el monitoreo continuo y el análisis detallado del funcionamiento de la red. El centro de control es una interfaz que muestra estadísticas de datos agregados e información grá ca de los sectores y ubicaciones asociados a una posición concreta seleccionada en la jerarquía de la red. El funcionamiento de los subsectores y ubicaciones se muestra de forma resumida mediante la activación de alarmas, grá cas de detalle de los distintos canales y estadísticas con información clave sobre el funcionamiento de la red. La presentación control puede configurarse para visualizar la información de salida organizada según una estructura de nida, a gusto del cliente. Por ejemplo, los indicadores de alarma activa pueden agruparse según su nivel de severidad para permitir un rápido chequeo visual de las alarmas según grado de prioridad. El diseño y presentación grá ca del centro de control permiten una rápida navegación para acceder a los contenidos de interés. Representación grá ca de datos registrados Pantalla del centro de control mostrando diferentes canales de registro del sector Las grá cas de caudales netos permiten en sectores complejos con varias entradas y salidas monitorizar correctamente el ujo neto suministrado al sector (consumo y caudal de fugas) a lo largo del tiempo. Los per les de consumo mínimo nocturno, consumo diario y las herramientas de análisis estadístico que proporciona el software permiten realizar el seguimiento de los rendimientos hidráulicos y evolución de los niveles de fugas en cada sector. Mediante la utilización de estadísticas de datos agregados en el centro de control los gestores de la red pueden priorizar sus actividades, por ejemplo en las siguientes situaciones: Dando solución a la aparición de bajas presiones de servicio en las ubicaciones donde éstas disminuyen de manera regular por debajo de los valores mínimos estipulados. Identi cando presiones de servicio por encima de los valores recomendados que aumenten los niveles de fuga y los esfuerzos mecánicos en la red de distribución. Identi cando mediante el análisis de estadísticas las incidencias en la red y problemas de regulación y variabilidad en la pérdida de carga registrada en el punto crítico en función de los caudales circulantes. Detectando las tendencias de aumento de los caudales de fuga por medio de los per les de caudal mínimo nocturno y consumo total diario. Analizando a largo plazo la tendencia de evolución del consumo total diario para plani car los volúmenes de regulación necesarios.

6 6. GESTIÓN DE ALARMAS 9 La fácil configuración y gestión de alarmas a través de los interfaces de la aplicación proporciona la herramienta adecuada para responder de manera rápida y efectiva a la aparición de incidencias en la red. Los interfaces de gestión de alarmas permiten visualizar las alarmas consolidadas según los niveles jerárquicos de la red. Los gestores de red pueden priorizar sus acciones para dar sólo respuesta en el caso de alarmas activas y condiciones críticas y evitar verse desbordados al intentar dar inicialmente respuesta rápida a avisos de alarmas inactivas o de escasa entidad. Las alarmas e incidencias pueden ser gestionadas directamente en la aplicación mediante el acuse de recibo de la alarma y la adicción de los comentarios pertinentes para dar la trazabilidad necesaria a las mismas. Los comentarios y acciones asociados a la alarma pueden ser visualizados por el resto de la organización, ya que todos los usuarios tienen acceso para visualizar las acciones de respuesta adoptadas (por ejemplo diferentes miembros del personal de la compañía). De la misma forma se comprueba con un simple vistazo que alarmas no han recibido todavía respuesta. Algunas de las características principales de la aplicación son: Un minigráfico de detalle muestra la información básica de las condiciones que han originado el disparo de la alarma Las alarmas mostradas en pantalla pueden seleccionarse para mostrar sólo las alarmas activas y el histórico de registro de alarmas Las alarmas pueden ordenarse por grado de severidad Las alarmas pueden enviarse vía y SMS desde la plataforma de gestión de datos Las alarmas configuradas para los datos agregados de caudal: Consumo diario total y perfil de consumo mínimo nocturno en una zona determinada (e.g zona de suministro, sector) permiten la configuración de distintos rangos de tolerancia en los valores máximos y mínimos Las herramientas de configuración de alarmas son muy intuitivas y permiten visualizar todas las configuraciones de alarma asociadas a una zona concreta, mostrando gráficamente el histórico de datos. Esto resulta de gran ayuda para asegurar que los valores umbrales de alarma se fijan a los valores correctos, mediante análisis del histórico de datos en su contexto apropiado, minimizando la existencia de alarmas innecesarias o falsas. Las alarmas pueden cambiarse remotamente según necesidad de manera rápida y con la precisión requerida para dar cumplimiento a los requerimientos de funcionamiento de la red de agua. Centro de control de configuración de alarmas El usuario puede configurar los distintos tipos de alarma: Low-Low (alarma software nivel bajo y alarma hardware en tiempo real nivel bajo), Low (alarma software nivel bajo), High (alarma software nivel alto) y High-High (alarma software y alarma en tiempo real nivel alto). La configuración de los niveles de alarma LL y HH es opcional y permite la carga de todos los datos en el servidor una vez se ha disparado la alarma, para permitir el análisis rápido de la incidencia que ha originado la alarma y facilitar el diagnóstico de la misma. La configuración de estos tipos de alarma se realiza de manera sencilla a través de la configuración remota de los dispositivos hardware i2o. Centro de control de alarmas

7 7. REPRESENTACIÓN GEOESPACIAL Las ubicaciones existentes en el árbol de jerarquía hidráulica de la red se geolocalizan mediante marcadores a través de la aplicación Google maps. Los contornos de las zonas y sectores (fronteras) se importan desde las aplicaciones GIS y se superponen sobre el mapa. Esta representación geoespacial proporciona una información exacta de los límites de la zona de abastecimiento, del sector y de las distintas ubicaciones a través de la herramienta de cartografía. Por medio de la herramienta Street View de Google los usuarios pueden visualizar las calles y paisaje urbano en los alrededores de los puntos de colocación de los equipos, lo que permite evaluar previamente las afecciones al tráfico de los trabajos a efectuar, así como la planificación del acceso a obra y la propia ejecución de los trabajos. 11 Representación geoespacial Visualización sobre Street View

8 8. GESTIÓN DE DATOS 9. GESTIÓN DE EQUIPOS Y CONTROL 13 Los clientes con sistemas corporativos ya instalados pueden bene ciarse de la integración tanto de los datos recogidos en la plataforma de gestión de datos i2o como de los datos agregados y alarmas inteligentes generados por la aplicación para monitorización de la red, a través de la interfaz para exportación de datos, conocida en terminología anglosajona por el acrónimo API (Advanced Programming Interface). Esto permite a los clientes el tratamiento y la gestión avanzada de los datos registrados con los sistemas corporativos ya implementados en la compañía, gracias a las funcionalidades inteligentes de la aplicación para Monitoreo de Red i2o. De igual forma, los datos registrados en los distintos niveles de área pueden ser descargados manualmente por los usuarios para ser utilizados con otros sistemas. La plataforma de gestión de datos i2o soporta todo el conjunto hardware de equipos i2o sin necesidad de ningún tipo de adaptación. Los equipos existentes incluyen registradores de datos para la medida de presión, caudal y temperatura y controladores para el control remoto y optimización automática de bombas y VRPs. La plataforma proporciona herramientas de sencillo manejo para realizar el seguimiento, instalación y activación/desactivación de los equipos en la red. Los equipos no instalados en campo se almacenan en un almacén virtual según tipo. Desde el almacén los equipos pueden arrastrarse fácilmente a la ubicación física correspondiente de nida en la jerarquía hidráulica de la red. Gestión equipos y control jerárquico La con guración hardware puede modi carse remotamente a través de la aplicación para monitorización de la red. Las horas de comunicación pueden con gurarse a horas jas o mediante la programación de distintos intervalos durante el día. Los equipos hardware i2o gestionados a través de la herramienta de gestión de equipos heredan de forma automática la con guración de la ubicación en la que son instalados, como frecuencia de llamadas, alarmas y ajustes de control. Esta funcionalidad permite el intercambio rápido de los equipos hardware i2o. Exportación manual de datos La calibración del pulso de caudal puede cambiarse remotamente si los pesos del pulso son modi cados en el contador de agua. Las alarmas hardware también pueden con gurarse remotamente para dar información en tiempo real sobre la aparición de incidencias en la red de agua, como presiones bajas o aumentos de caudal ligados a roturas.

9 10. PLATAFORMA SOFTWARE 15 El software i2o se ha construido sobre una plataforma innovadora, segura y robusta. El diagrama muestra la arquitectura de las soluciones i2o para control inteligente de la presión, incluida la aplicación para monitorización de la red de distribución y la plataforma de gestión de datos que las sustenta. La plataforma de gestión de datos almacena de forma segura los datos registrados y las reglas de tratamiento y suministro de datos según los requerimientos de los servicios contratados por el cliente, proporcionados a través de la aplicación para monitorización de la red. La plataforma utiliza los últimos avances técnicos en software web y corporativo para aumentar las funcionalidades y exibilidad de integración que permitan responder a las necesidades cambiantes de nuestros clientes y aprovechar las oportunidades de innovación. El conjunto de soluciones i2o puede verse como el itinerario lógico a seguir para implantar un programa de gestión inteligente de la presión. El punto de partida de este proceso es el registro de datos. Mediante la aplicación para monitorización de la red de agua los datos registrados se convierten en conocimiento útil que permite a los usuarios comprender y supervisar el funcionamiento de la red de agua. La siguiente etapa en el proceso de implementación de un programa de gestión inteligente de la presión es habilitar el control remoto de la red para comenzar a gestionar presiones. Por último, la optimización automática de la presión proporcionará al cliente el control más preciso de la presión de servicio al menor coste. La instalación de la aplicación para monitorización de la red de agua permite obtener los mayores bene cios al aplicar el control remoto y la optimización de la presión de servicio en zonas concretas según objetivos especí cos adaptados a cada zona. El itinerario i2o Los objetivos a cumplir en las diferentes zonas de la red de agua varían y evolucionan con el tiempo. Las soluciones para Gestión Inteligente de la Presión están diseñadas para proporcionar la solución líder en el mercado que satisfaga los requerimientos y grado de control necesario en cada una de las etapas individuales que conforman el itinerario de implantación de un programa de Gestión de la Presión. El hecho de poder implantar cualquier nivel de control utilizando una misma aplicación permite alcanzar el máximo grado de exibilidad y adaptabilidad para gestionar de forma efectiva la presión de servicio en redes de agua complejas y sometidas a frecuentes cambios.

10 11. CONCLUSIONES La aplicación para monitorización de la red de distribución desarrollada por i2o proporciona el grado de supervisión y conocimiento necesario para gestionar de forma eficiente la red. Evita los lentos procesos manuales de filtrado y tratamiento del registro de datos de la red mediante la utilización de herramientas de supervisión de fácil interpretación, como la interfaz grafica del centro de control y la utilización de graficas, informes y alarmas, suministrando a los ingenieros hidráulicos directamente la información relevante en la gestión de la red en la actividad del día a día y facilitando por lo tanto la toma de decisiones. Las incidencias se detectan rápidamente y sus causas son analizadas con mayor precisión, mejorando por lo tanto el tiempo de respuesta empleado en dar solución a las mismas. Las prioridades más inmediatas son identificadas en primer lugar, lo que permite concentrar los recursos operacionales necesarios para darles respuesta, planificando las tareas de mantenimiento preventivo y reparación, por ejemplo. La supervisión y el conocimiento de las condiciones de funcionamiento de la red son la base sobre la que sustentar una gestión eficiente de reducción de fugas y roturas, posibilitando además la prestación de un servicio de calidad al abonado y la explotación eficiente de la red. La aplicación para monitorización de la red desarrollada por i2o, proporciona una solución rentable para la gestión del día a día, independientemente de si ya se han realizado inversiones previas en sistemas de soporte para consolidación de datos o si se están dando los primeros pasos. Más allá de las funcionalidades propias de la aplicación, el fácil proceso de actualización para integrar las soluciones i2o para control remoto y optimización automática de la presión en VRPs y bombas, bien en parte o totalmente, le confieren un gran valor añadido. A largo plazo, las inversiones en mejoras de la red de distribución, como la implementación de control remoto de VRPs y la optimización automática de la presión pueden priorizarse en los sectores donde los beneficios generados sean mayores.

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