Problem uzbunjivanja postrojbi i stanovništva veoma je star problem kod kojeg je važnost stavljena na brzinu odziva na uzbunu. Postoji nekoliko različitih sustava za uzbunjivanje od kojih većina ima nedostatke u vidu sporosti i nepotrebnog uznemiravanja stanovništva. U ovome radu prikazan je način za uzbunjivanje kojim je moguće selektivno uzbunjivanje postrojbi i stanovništva.

Cijeli sustav je temeljen na GPRS i Internet tehnologiji. Sustav za bežično uzbunjivanje sastoji se od centralne stanice i udaljenih stanica. Centralna stanica sadrži potreban softver za vizualizaciju i vezu na Internet, te softver potreban za komunikaciju s udaljenim stanicama. Preko centralne stanice vrši se nadzor i upravljanje sustavom, tj. svim postrojbama istovremeno ili zasebno i sa svim vrstama uzbuna. Udaljene stanice su postavljene u sjedištima postrojbi, a sastoje se od upravljačkog uređaja i GPRS modema koji omogućava komunikaciju udaljenih stanica s centralnom. Sustav za bežiÊno uzbunjivanje je brz i može se veoma efikasno upotrebljavati.

1. Uvod

Danas se u Republici Hrvatskoj koristi nekoliko različitih sustava za uzbunjivanje od kojih je najrasprostranjeniji onaj pomoću javnih sirena. Sam takav sustav je najčešće korišten, ali on ima svojih nedostataka počevši od toga da se javnim sirenama uznemiruje stanovništvo i činjenicom da se takav sustav ne može upotrijebiti selektivno na jednu postrojbu. Načinom izvedenim u ovome radu moguće je selektivno uzbunjivanje postrojbi i stanovništva, pošto je cijeli sustav temeljen na GSM (eng. Global System for Mobile Communications) / GPRS (eng. General Packet Radio Service) te Internet tehnologiji koja je dostupna. Sustav je brz i može se veoma efikasno upotrebljavati. Uzbunjivanje selektivnim pozivom putem radio stanica je moguće, ali se najčešće ne raspolaže s dovoljnim brojem uređaja ili su ti uređaji prekratkog dometa.

Do prije par godina, u Republici Hrvatskoj je postojalo nekoliko komercijalnih biper sustava, bilo analognih bilo digitalnih, no te mreže nisu imale tržišno opravdanje, pa ih se vrlo brzo prestalo koristiti. Uzbunjivanje putem pojedinačnih poziva ili pojedinačnim ručnim slanjem SMS (eng. Short Message Service) poruka je suviše sporo i ne bi trebalo biti relevantno za učinkovito i brzo uzbunjivanje većeg broja vatrogasaca.

Izvedeni sustav se sastoji od centralne (upravljačke) stanice te udaljenih stanica koje su postavljene u sjedištima postrojbi. Centralnu stanicu predstavlja računalo s vezom na Internet i potrebnim softverom (OPC (eng. OLE (Object Linking and Embeding) for Process Control) serverom) potrebnim za komunikaciju same stanice s udaljenim stanicama. Udaljene stanice se sastoje od PLC-a (eng. Programmable Logic Controller) tvrtke Siemens te GPRS modema također tvrtke Siemens koji je spojen na PLC i koji omogućava komunikaciju udaljenih stanica s centralnom.

2. Opis sustava

Skica sustava za bežično uzbunjivanje prikazana je na Sl. 1. Zbog kontrole sustava u realnom vremenu te uvida u stanja pojedinih udaljenih stanica sustav je vizualiziran na centralnoj stanici pomoću SCADA (eng. Supervisory Control and Data Acquisition) softvera WINCC flexible te se pomoću njega vrši uvid u sustav i upravljanje samim sustavom, kao i prikupljanje i obrada podataka. Najjednostavnija varijanta za upravljački dio sirene sastoji se od PLC-a s napajanjem, MD720-3 modema, sklopnika za uključivanje sirene te besprekidnog napajanja ukoliko dođe do prekida napajanja. Zajedno sa zaštitnim elementima (automatski osigurači), stezaljkama i relejima, sve je ugrađeno u ormarić prigodne veličine, na koji se spaja napajanje (jednofazno ili trofazno), elektromotor sirene i kontrole za ručno upravljanje sirenom. Korisnici koji mogu upravljati sirenom su ovlaštene osobe koje rade na centralnoj stanici te ovlaštene osobe koje imaju pristup ormariću i upravljačkim kontrolama na tom ormariću.

S centralne stanice je omogućeno upravljanje sa svim postrojbama istovremeno ili zasebno i sa svim vrstama uzbuna dok je s ormarića moguće upravljanje samo tom postrojbom i određenim vrstama uzbune. S centralne stanice su moguće sljedeće vrste uzbuna i radnji:

1. vatrogasna;
2. neposredna;
3. nadolazeća;
4. prestanak;
5. testiranje sirene.

S udaljene stanice (ormarića) su moguće sljedeće vrste uzbuna i radnji:

1. vatrogasna;
2. prestanak;
3. stop (prekid svih trenutnih uzbuna na postrojbi).

Sl. 2. Funkcije centralne stanice.

Centralna stanica predstavlja računalo s Windows operativnim sustavom, vezom na Internet, te potrebnim softverom za komunikaciju i vizualizaciju. S nje se vrši upravljanje postrojbama, a time i uvid u stanja samih postrojbi, a sve se ujedno i
sprema radi kasnije kontrole. Da bi centralna stanica bila u mogućnosti komunicirati s udaljenim stanicama ona sadrži i OPC server koji to omogućava. OPC server koji je instaliran na centralnoj stanici je OPC tvrtke Siemens naziva SINAUT MICRO SC. OPC server ujedno vrši i konverziju podataka tako da bi podaci bili čitljivi sa strane udaljene stanice tj. da bi ih modemi mogli upotrijebiti. SIAUT MICRO SC predstavlja moćan softverski paket za PC i SIMATIC S7-200. OPC server dopušta spajanje do 256 udaljenih SIMATIC S7-200 stanica na jedan kontrolni centar preko GPRS-a. GPRS se ujedno koristi i za uspostavu dvostrane bežične veze do S7-200 stanica. Sve veze se nadgledavaju i kontroliraju preko MICRO SC-a.

Funkcije SINAUT MICRO SC OPC servera su:

1. pristup SIMATIC S7-200 vrijednostima preko OPC sučelja;
2. bežična komunikacija između S7- 200 stanica preko cjelovite usmjerivačke funkcije;
3. WinCC i WinCC flexible se mogu koristiti kao klijenti;
3. konfiguracija i nadzor sinkronizacije i vremena S7-200 stanica;
4. mogućnost prilagođavanja vremena slanja i primanja vrijednosti sa stanica uz mogućnost istovremenog upravljanja;
5. komunikacija bazirana na događajima;
6. ulazni ekrani za kreiranje S7-200 stanica;
7. računalo na kojem se nalazi MICRO SC mora imati stalnu vezu na GPRS mrežu te mora biti dostupno.

Zaštita komunikacije SINAUT MICRO SC OPC servera sastoji se od:

1. uspostave veze pomoću lozinke;
2. zaštite prijenosa podataka između S7-200 stanica preko Interneta i GPRS-a koristeći enkripcijske algoritme;

Dijagnostika SINAUT MICRO SC OPC servera sastoji se od:

1. tablične preglednosti svih veza;
2. statusa komunikacije i veza kao liste;
3. mogućnosti prilagodbe osvježavanja;
4. ručnog prozivanja statusa veza;
5. integriranih funkcija dijagnostike i nadzora veza.

Sl. 1. Skica sustava za bežično uzbunjivanje.

Server treba imati statičku IP adresu kako bi se komunikacija između centralne stanice i udaljenih stanica mogla odvijati. Ukoliko to nije moguće za spajanje se treba koristiti DYN-DNS na nekoliko cjelina i ekrana izvještaja. Razvijena aplikacija centralne stanice ima implementirane funkcije koje su prikazane na Sl. 2. Glavni ekran je prikazan na Sl. 3. On se sastoji od sljedećih cjelina:

Sl. 3. Ekran vizualizacije sustava za bežično uzbunjivanje.

Sl. 4. Prozor izvještaja.

1. cjelina pod brojem 1 - u njoj se vrši odabir željene postrojbe;
2. cjelina pod brojem 2 - u njoj se odabire željena vrsta uzbune ili testiranje sirene;
3. cjelina pod brojem 3 - u njoj se nalazi polje za unos SMS poruke te gumb za slanje poruke koja je zapisana u SMS polju;
4. cjelina pod brojem 4 - u njoj se nalazi polje za logiranje alarmi i tu se vrši prikaz svih alarmi koji se dogode tijekom rada sustava;
5. cjelina pod brojem 5 - u njoj se nalazi izbornik za otvaranje prozora izvještaja.

Upravljanje se vrši prolaskom kroz navedene cjeline i pritom odabirući željene vrste postrojbi i uzbuna. U pozadini sustava vizualizacije nalaze se VB (eng. Visual Basic) skripte koje se izvršavaju i upravljaju radom sustava.

Rad se vrši na sljedeći način:

1. pritiskom na gumb pod imenom željene postrojbe taj gumb mijenja boju u crvenu te time označava da je željena postrojba odabrana. Može se odabrati i više postrojbi istovremeno;

2. nakon odabrane postrojbe izabire se željena vrsta uzbune. Izbor uzbune nalazise u drugoj cjelini ekrana;

3. nakon odabira i uključivanja uzbune na odabranoj postrojbi vrši se pisanje i slanje SMS poruka. To se izvršava u trećoj cjelini ekrana gdje se nalazi polje za upis i gumb za slanje SMS-a.

Mogući alarmi i neregularna stanja su:

1. svako uključivanje sirene predstavljazasebni alarm, tj. svaki tip uzbune;
2. kod uključivanja uzbune formira seporuka sa sadržajem vremena, datumai vrste uzbune;
3. pokazuje se tko je uključio sirenu ida li je to učinjeno sa strane centrale ili lokalno;
4. prekid napajanja na udaljenoj stanici;
5. kvar kod rada sklopnika (može setestirati);
6. prestanak komunikacije (vidljiv ukonfiguracijskom prozoru SINAUT-a).

Sve poruke o radu sustava spremaju se na centralno računalo i mogu se u svakome trenutku pogledati i ispisati u obliku izvješća, tako da je korisniku omogućen uvid u sve alarme koji su nastali u sustavu. Ispis se vrši pritiskom na gumb “IZVJESTAJ” koji se nalazi na glavnom ekranu. Ekran izvještaja koji se tada otvara prikazan je na Sl. 4. Pritiskom na gumb se ispisuju svi alarmi nastali na sustavu unutar jednog uključenja i isključenja sustava ili prilikom promjene smjene. Ispis izvješća se vrši i svakog prvog dana u mjesecu u 12 sati, na način da se vrši ispis za cijeli prethodni mjesec. Također se istog dana vrši arhiviranje izvještaja i to za svaki mjesec zasebno. U prozoru izvještaja mogući je uvid u izvještaj tokom mjeseca i time u sva nastala stanja radi lakšeg snalaženja i bolje preglednosti.

Sl. 5. Funkcije udaljene stanice.

4. Udaljena stanica

Udaljenu stanicu predstavlja SIMATIC PLC S7-200 serije koji je PC/ PPI kablom vezan za MD720-3 GPRS modem kojim se vrši komunikacija. Napajanje sklopa je preko LOGO! Power 24V 1.3A jedinice za napajanje. Stanicom upravlja PLC dok modem služi za komunikaciju s centralnom stanicom. Funkcije udaljene stanice prikazane su na Sl. 5. Prilikom prvog pokretanja PLC vrši inicijalizaciju modema radi uspostavljanja GPRS veze sa serverom na centralnoj stanici.

Nakon inicijalizacije i spajanja PLC upravlja radom sirene, vrši obradu primljenih podataka zaprimljenih preko modema i sastavlja SMS poruke. Modem vrši primanje i slanje podataka primljenih i od PLC-a ili centralne stanice i slanje SMS poruka sastavljenih u PLC-u.

MD720-3 GPRS/GSM modem služi za GPRS povezivanje PLC-a S7-200 serije s PC kontrolnim centrom preko OPC servera SINAUT MICRO SC, kao što je prikazano na Sl. 6.

Modem može raditi u dva moda rada:

1. terminal mod;
2. OPC mod.

U terminal modu modem uspostavlja radio podatkovnu vezu preko GSM mreže, koristeći pritom modemske veze preko CSD-a ( eng. Circuit Switched Data) i prilikom slanja SMS-a. Radi korištenja OPC servera modem ovdje radi u OPC modu. U tom modu modem šalje podatke preko GSM mreže koristeći GPRS i to između S7- 200 i OPC servera SINAUT MICRO SC. Postoji i mogućnost slanja SMS-a svim stanicama koje podržavaju SMS.

Sl. 6. Blok dijagram sustava dvosmjerne veze između PLC-a i centralne stanice sa OPC serverom.

Konfiguracija korištenog MD720-3 modema, prikazanog na Sl. 7., u OPC modu rada se vrši pomoću programskih blokova spojenog S7-200 PLC-a. Radom modema upravlja se pomoću sljedećih programskih blokova PLC-a:

1. blok “WDC_INIT” - služi za konfiguraciju i inicijalizaciju modema; blok “WDC_SEND” - služi za slanje podataka;
2. blok “WDC_RECEIVE” - služi za primanje podataka;
3. blok “WDC_CONTROL” - služi za kontrolu nad modom rada modema;
4. blok “WDC_SMS” - služi za slanje SMS-a.

5. Zaključak

Radi velike rasprostranjenosti GSM mreža sustav izveden u ovome radu može se upotrebljavati gotovo svugdje. Sustav radi i pod otežanim uvjetima kao što je veliko opterećenje mreže što je i provjereno testiranjem u danima kad je opterećenje mreže najveće.

U radu postoji jedan nedostatak koji proizlazi iz samog funkcioniranja GPRS komunikacije, a to je prilikom slanja SMS-a. Kod slanja SMS-a modem gubi vezu sa serverom te tada prestaje uvid u stanje stanice sve do njezinog ponovnog spajanja na server i uspostave GPRS-a. Taj nedostatak se može riješiti tako da se u centralnoj stanici koristi jedan GSM modem koji bi vršio slanje SMS-a i time rad GPRS stanica ne bi bio prekidan. Pošto se sve potrebne radnje o obavještavanju postrojbi ostvaruju prije samog slanja SMS-a to ovdje nije učinjeno već se dopušta da se GPRS stanica odspoji i natrag sama spoji na server.

Velika pažnja u ovome radu posvećena je tome da se korisničko sučelje i njegovo korištenje, a i sam rad sustava, učini što efikasnijim, bržim i čim jednostavnijim za upotrebu, čisto iz razloga područja njegove primjene. Brzina odziva neke postrojbe je veoma bitna kao i brzina obavijesti koje se njima prosljeđuju, jer je u takvim situacijama brzina ključna za uspjeh. Nove tehnologije kao što je GPRS i njihova primjena uvelike ubrzavaju i olakšavaju korištenje sustava i pridonose njihovoj brzini.

Literatura

[1] K. Grudiček, Interna skripta za područje mikro automatizacije, Veleučilište u Varaždinu, 2004.
[2] Siemens, Simatic NET GPRS/ GSM- MODEM SINAUT MD720-3 System manual, 2006.
[3] Siemens, Micro Automation Set 21 Wireless Data Communication based on GPRS, 2006.
[4] Siemens, Appendix for Micro Application Example 21 ADD ON: Sending SMS, 2006.
[5] Siemens, Simatic NET SINAUT MICRO SC System manual, 2006.
[6] Thomas A. Hughes, Programmable Controllers 4th Edition, ISA, 2005.
[7] E. A. Parr, Programmable Controllers An engineer’s guide, Newnes, 2003.