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Case Study

Une solution qui coule de source

Les usines de production et de traitement des eaux se transforment avec l’adoption des technologies web et de Java

Introduction Les professionnels de l’eau font face à une série de challenges lorsqu’ils doivent dans le même temps stabiliser les procédés, améliorer les capacités de productions et la qualité de service tout en répondant aux normes et reporting correspondants. Et comme si la peine n’était pas suffisante, ils doivent accomplir cela dans un contexte économique tendu vis-à-vis des collectivités et de l’état. Les décideurs ont vraiment besoin de solutions et de modèles économiques qui leur apportent les fonctionnalités et l’évolutivité dont ils ont besoin sans alourdir le budget. La région de Brazeau dans l’Alberta, Canada, la ville de Lago Vista et Helix Water District dans la région de San Diego, Californie exposent leurs choix et comment la solution retenue répond à leurs attentes. Les débuts Steve Hechtman, Président et fondateur d’Inductive Automation Software, avec plus de 20 ans d’expérience en tant qu’intégrateur et particulière-

ment dans le domaine de l’eau, présente sa vision et cela devrait vous intéresser. “Nous avions besoin d’un moyen de rendre disponible les données des automates programmables dans une base SQL, qui ne soit pas obsolète tous les ans et qui autorise des évolutions tant du point de vue de l’exploitation que du développement. Cela n’existait pas sur le marché, et c’est ainsi que nous nous sommes lancés dans l’édition.“ “Le premier problème que nous avons réglé fut la mise en base de données SQL. À partir de là, nous avons naturellement créé des rapports et des interfaces homme-machine à l’aide de pages web. Il est alors apparu évident qu’il était nécessaire de pouvoir réaliser simplement et rapidement ce type d’application en prenant en compte tous les aspects, dont la sécurité. Nous avons alors évalué toutes les technologies disponibles. Au final, nous avons opté pour Java quand tous les autres éditeurs de supervision avaient fait le choix des technologies Microsoft.“

Le District de Helix Water dans la région de San Diego, Californie, a fait le choix des produits d’Inductive Automation pour sa compatibilité native avec les bases SQL, ce qui assure une grande pérennité.

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Écran de contrôle/commande temps-réel

Courbes historiques représentant turbidité, niveaux, débits, etc.

Pourquoi Java ? “Être à l’épreuve du temps, ne jamais être obsolète. C’était l’une de nos contraintes forte,” précise Hechtman. “Tous les cinq ans, Microsoft se réinvente et cela nécessite de nouvelles versions pour tous ceux qui ont développé sur ces technologies. Il en résulte des coûts de mise à jour rédhibitoires pour les clients finaux. “Être multiplateforme était une autre de nos contraintes. Windows Vista avait pas mal de problèmes. Les systèmes Linux comme Ubuntu gagnaient eux en popularité. Notre logiciel Java pourrait convenir sans ciller avec n’importe quel système d’exploitation ou base de données. Il serait à l’aise dans tous les cas. “ “Alors aujourd’hui, qu’avons-nous ? Tout simplement la seule plateforme mature (ndlr, industrialisée), multiplateforme, robuste et sécurisée, en mode web, qui supporte toutes les bases de données et qui plus est, simple d’utilisation. Un intégrateur peut mettre en place une supervision aux fonctionnalités incroyables en une heure et lancer cinq ou cinquante clients depuis n’importe où, en toute sécurité !” Les bénéfices pour les ingénieurs et responsables d’usines vous sembleront évidents à l’exposé des études de cas suivantes. Lisez ce qu’en pensent Rick Flikkema de la région de Brazeau, Alberta, M.J. Duke de la ville de Lago Vista et Henry Palachek, le responsable Information et Process Control Systems de Helix Water District à San Diego. Brazeau County, Alberta, Canada Chaque municipalité dispose de sa station de production et d’épuration. Le personnel qui y travaille est responsable de la qualité de l’eau, de son acheminement et du maintient opérationnel des équipements.

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Une année entière de données dans un rapport dynamique

Les pompes immergées et les surpresseurs sont généralement utilisés pour pomper l’eau des nappes souterraines et l’acheminer vers les usagers domestiques, tertiaires ou industriels, souvent sur plusieurs kilomètres. À l’autre bout, le système doit traiter les eaux usées. D’une manière générale, ces départements font appel à un intégrateur spécialisé ou à un consultant qui les guident dans leurs choix technologiques. La région de Brazeau est située au nord-ouest de Calgary, en Alberta et dans les Rocheuses Canadiennes (Canadian Rockies). Elle devait changer les automates programmables Texas Instruments et a choisi KSB Industrial (KSBI) comme intégrateur. Ken Bannard, President de KSBI, a fait le choix d’automate GE pour la nouvelle plateforme de la région de Brazeau. Ces deux automates sont connectés au bureau central par des lignes spécialisées utilisant des modems à 9600 bauds. En plus des automates, KSBI a installé un nouveau superviseur. FactoryPMI d’Inductive Automation fut le meilleur choix pour cette installation. Rick Flikkema pilote ainsi ses deux usines et ses trois stations de pompage pour toute la région. “FactoryPMI m’a libéré beaucoup de temps,” dit Rick. “J’étais sceptique au début lorsque Ken m’a présenté FactoryPMI.” Ken m’a convaincu que FactoryPMI pouvait me faire gagner du temps et de l’argent. “FactoryPMI est très bien placé en termes de prix. Nos utilisateurs ont été très intéressés quand ils ont su qu’ils pouvaient avoir autant de clients que souhaité pour le même prix,” dit Ken. “FactoryPMI fonctionne depuis 24 mois sans aucun souci. Il me facilite la vie, car je peux surveiller mes stations de manière vraiment efficace.” La plupart des municipalités subissent des réduc-

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tions de budgets et une diminution des ressources. FactoryPMI pallie ces “diminutions.”

nous en voulions un nouveau centralisé,” précise Duke.

“FactoryPMI est à la fois l’outil de développement et d’exploitation (ndlr, runtime). Mon client a la possibilité de faire faire les modifications par n’importe qui si besoin,” ajoute Bannard. “Et grâce à l’accès distant par VPN, pas besoin de licence à l‘inverse de la majorité des autres produits de supervision.”

“Les licences Runtime de notre fournisseur traditionnel étaient un obstacle,” selon Callaghan. “Le prix des licences du nouveau système représente 1/5 ème du prix des licences Wonderware.”

Pour la région de Brazeau, le coût total de possession est très avantageux. Un serveur suffit pour piloter, surveiller et enregistrer tous les paramètres des deux usines et des stations de pompage. L’ajout des nouvelles fonctionnalités de reporting et d’historisation ainsi que le raccordement de la troisième usine se fera sans coût de licence additionnel. “Les mises à jour sont enfantines et gratuites,” fait remarquer Bannard. “FactoryPMI est un premier choix pour un intégrateur. Sans limite de variables ni de clients, je peux proposer le meilleur système à mon client au meilleur prix.” Usine de production et de traitement des eaux Ville de Lago Vista Au cœur du Texas, Lago Vista, environ 6,000 âmes. Située à l’ouest d’Austin, il y a de nombreux intégrateurs dans cette région. Patrick Callaghan de MCS Integrations a été choisi pour accompagner la ville de Lago Vista dans le revamping de leur supervision. M.J. Duke, le responsable des opérations, explique pourquoi : “Pat fait ce qu’il a à faire et il est très consciencieux. Si Pat dit qu’il aime, alors j’aime !” Et Pat aime FactoryPMI d’Inductive Automation. Lago Vista a souvent eu des difficultés avec son précédent superviseur. Et la réponse était invariablement « on ne peut pas le faire ». Et s’il y avait une solution, elle était trop souvent très couteuse à mettre en œuvre. Comme la plupart des intégrateurs, Callaghan utilisait les trois principaux produits, et surtout Intouch de Wonderware. “Ce que nous avons réalisé avec les fonctions standard de FactoryPMI aurait nécessité du développement spécifique (avec Intouch),” indique Callaghan. Le modèle de licence d’Inductive Automation a facilité le choix. “Nous avions des systèmes isolés et

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Duke supervise les opérations de deux usines et d’une station d’épuration. Il y a six stations de pompage qui alimentent l’usine principale et deux sous-stations, toutes utilisent des automates Automation Direct. Il y a aussi quatre bassins qui nécessitent une surveillance. Et bientôt, la ville de Lago Vista disposera d’un système d’irrigation pour le golf municipal qui sera aussi supervisé par le système. MCS Integrations a commencé la migration en consolidant les applications dans un serveur

“FactoryPMI fonctionne depuis plus de 24 mois sans problème. Cela a changé mon travail, car je peux surveiller mes stations de manière vraiment efficace“ – Rick Flikkema FactoryPMI. Une fois la migration effectuée à iso fonctionnalité, la ville a pu ajouter de nouvelles fonctions impossibles à réaliser auparavant. “Il n’y a pas eu de perte durant la migration,” dit Callaghan. “Il a fallu prendre en main le produit – mes compétences SQL étaient minimales. Mais la technologie SQLTags d’Inductive Automation fut une bénédiction.” La solution précédente mettait en œuvre des applications stand-alone (isolées, ndlr) sur chaque site. Pour superviser l’ensemble des sites, les opérateurs devaient se rendre sur place. Ce n’était pas efficace, la qualité a rapidement baissé et les coûts de déplacement explosés. Callaghan a installé un serveur FactoryPMI dans l’usine principale (WP1). La communication d’usine à usine utilise une fibre optique. Des liaisons VHF relient les automates distants au réseau. Il y a des clients sur chaque usine. Le routeur de l’usine principale se connecte à Internet et autorise des connexions VPN. Chaque usine dispose aussi d’un point d’accès Wi-Fi. Lago Vista voulait un accès à toute l’installation depuis chaque usine ainsi que

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une discussion avec Henry Palachek Henry Palachek travaille pour Helix Water District depuis plus de 15 ans. Il est le responsable du service Information et Process Control Systems. Il nous évoque la valeur ajoutée d’utiliser un système de supervision de technologie web et utilisant les bases de données dans ses usines de production et de traitement d’eaux pour Helix Water District.

Quel est votre plus gros challenge dans votre métier? L’obsolescence et l’adhérence au système d’exploitation, particulièrement ces derniers temps d’évolution rapide des systèmes. Avec votre version actuelle de supervision, vous n’êtes pas assuré de fonctionner correctement sous Vista. Vous êtes alors contraint d’upgrader votre logiciel, ce qui engendre des coûts importants. Ce qui signifie que l’obsolescence devient un problème majeur avec les scada traditionnels. Si le logiciel est conçu et développé pour travailler directement avec des bases de données SQL, ce qui est le cas d’Inductive Automation avec FactorySQL et FactoryPMI, alors vous avez une meilleure durée de vie. De l’ordre de 10-13 ans. L’obsolescence et les coûts de mise à jour ne sont plus des problèmes. Comment les logiciels FactorySQL vous aident dans le respect de la réglementation

de l’état de Californie ? La réglementation des stations d’épuration de surface pour la Californie précise qu’il est obligatoire de surveiller et d’enregistrer la turbidité. Alors, un logiciel qui peut dialoguer directement avec les contrôleurs sur le terrain est un réel avantage. Helix a un réseau de 50 sq. mile et 260 000 clients. Le système de distribution stocke les données toutes les cinq minutes dans la base. Les consolidations horaires et journalières sont créées automatiquement par des procédures stockées. On peut ensuite faire des rapports et les envoyer par email pour être en règle. Nous avions Intouch ces 10 dernières années. Les SCADA classiques ne sont pas adaptés à ce type de situation. La configuration par dragand-drop de FactorySQL est incroyable pour ces besoins de reporting. Facilité d’utilisation, courbe d’apprentissage et suite en page 5

depuis des terminaux mobiles, ce qu’ils peuvent faire maintenant. “Quand les opérateurs sont dans leur camionnette, ils peuvent utiliser leur tablet PC pour se connecter au réseau,” dit Duke. Ils utilisent un téléphone GSM Bluetooth pour la connexion internet, créer un tunnel VPN grâce au routeur de l’usine principale. Tous les écrans dont ont besoin les opérateurs sont là, dans le système avec FactoryPMI. Les opérateurs peuvent entrer les données en temps réel, ce qui facilite la réponse aux besoins réglementaire. “Plus de déplacement pour obtenir les informations.

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Avant, ils utilisaient des feuilles de papier sur un clipboard,” dit Duke. “Nous avons évalué la possibilité d’utiliser de PDA Palm Pilot, mais il était trop fastidieux d’entrer les données. Sans les tablet PC et l’étendue de notre système, notre temps d’intervention aurait été trop long.” Le service des eaux doit fournir un service 24/7, alors disposer de tablet PC et d’un accès au système de n’importe où est le seul moyen d’être très réactif. “Le serveur FactoryPMI envoie un email de notification d’alarme à la personne d’astreinte,” précise Callaghan. L’opérateur peut alors se connecter au serveur FactoryPMI et analyser la situation. “Quel

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suite de la page 4 rapidité de mise en œuvre sont des facteurs clés. Comment jugez-vous les logiciels d’Inductive Automation dans ces domaines ? Absolument parfait. J’ai installé un système complet en 30 minutes sur mon portable. Avec Intouch, c’est un cauchemar dès que vous faites de la base de données. Cela nécessite de nombreuses étapes (et redémarrages). Avec FactorySQL, une simple installation suffit. Puis vous choisissez un tag, le glissez vers le bas pour créer automatiquement la table. C’est le jour et la nuit. Comment avez-vous fait le choix d’Inductive Automation ? J’ai fait le tour des solutions des leaders. Aucune n’avait cette facilité d’utilisation. Et nous n’avons eu aucun problème de performance ou de disponibilité. Un autre gros avantage en cas de défaillance de l’ordinateur. Avec un autre superviseur, vous devez re installer un PC puis la supervision avec tous les patchs ou mises à jour. Cela prend du temps. Avec FactorySQL vous pouvez prendre n’importe quel PC, quasi sorti du carton et avoir un système prêt à fonctionner. Cela aide à résoudre rapidement les problèmes matériels. Et c’est un grand confort et une grande sérénité de ne pas avoir à se limiter dans le nombre de variables…

Nous avons 16 postes clients dans notre usine de traitement. Quand vous commencez à additionner les prix pour que les opérateurs puissent simplement voir et acquitter des alarmes, le prix devient délirant. Le prix d’une seule licence pour le développement ou le runtime varie de 5 000 € à 12 000 €. Alors il y a un avantage prix évident avec FactorySQL et FactoryPMI, car la licence est vendue par serveur pour un nombre illimité de variables et de clients. Si vous faites une application avec un grand nombre de clients, alors le prix devient un obstacle. Votre mot de la fin pour nos lecteurs ? Dans le domaine de l’eau, il y a plus de pression que n’importe où ailleurs, et ce dans trois angles : 1. Réglementaire – L’utilisation de bases de données aide grandement à répondre aux contraintes. 2. Budgétaire – Il suffit de comparer les prix des licences pour voir l’avantage indiscutable de FactoryPMI et FactorySQL. 3. Pilotage d’activité – Les technologies Web associées aux bases SQL sont définitivement les alliés des décideurs dans leurs activités quotidiennes

Et concernant les coûts ?

gain d’efficacité,” dit Duke. Les opérateurs peuvent aussi effectuer des vérifications dans la nuit et détecter des anomalies avant qu’elles ne prennent plus d’ampleur. “Les défaillances d’équipements peuvent être évitées,” dit Callaghan. La réglementation impose aux départements des eaux des villes d’enregistrer et de suivre les paramètres des usines et des stations d’épuration. Cela permet à la municipalité d’être en conformité vis-à-vis de la loi et de contrôler que les niveaux de certains produits restent corrects (comme le chlore). Callaghan dit, “L’historisation des données avec FactoryPMI est vraiment facile. Enregistrer une telle quantité de données avec Wonderware aurait été plus compliqué et plus cher. Nous avons plus de 3000 variables et chaque jour il y en a de nouvelles à enregistrer dans une base SQL – voila !”

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Il y a eu quelques points durs en début de projet compte tenu du manque d’expérience SQL de Callaghan. “L’équipe de support a été très réactive quand nécessaire,” précise Callaghan. Callaghan remarque que le projet dans l’état actuel ne serait pas si simple à réaliser avec un autre système. En réalité, il se demande même si cela serait possible sans beaucoup de code spécifique. Il ne fait aucun doute que – quel que soit le produit – cela serait plus long et plus coûteux à réaliser. Callaghan conclut “FactoryPMI est une solution non propriétaire qui utilise des standards. Le langage de script est tout simplement surpuissant (Jython, la version de Python pour Java). C’est un produit fabuleux !”

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