Rola GIS i SCADA w przesyle i dystrybucji energii

Rola GIS i SCADA w przesyle i dystrybucji energii

Organizacje przemysłowe w coraz większym stopniu łączą systemy informacji geograficznych (GIS) i dane procesowe z systemów kontroli nadzorczej i pozyskiwania danych (SCADA). W dyspozytorniach operatorów sieci przesyłowych i dystrybucyjnych, a także w sektorze usług municypalnych, połączenie tych dwóch technologii doskonale sprawdza się od wielu lat.

Oprogramowanie zenon firmy COPA-DATA zapewnia wiele korzyści wynikających z integracji systemów GIS i SCADA, na przykład:

• Wyświetlanie dynamicznych danych procesowych w statycznych geoinformacjach
• Monitorowanie informacji o statusie, w tym prawidłowej lokalizacji geograficznej
• Integracja zalet zenon Energy Edition, takich jak kolorowanie topologiczne na pojedynczych schematach liniowych czy lokalizowanie usterek w sieciach elektrycznych

Czym jest geoinformacja?

Geoinformacja odnosi się do danych, które mogą być odzwierciedlane przestrzennie w rzeczywistym świecie. Dane przestrzenne są standardowo łączone z danymi atrybutów, które są dodatkowymi informacjami o cechach przestrzennych. Jako przykład wskażmy podstacje elektryczne. Dane przestrzenne byłyby lokalizacjami podstacji. Dane atrybutów obejmowałyby szczegółowe informacje o każdej podstacji, na przykład nazwę, typ i funkcję oraz sprzęt, jaki ona zawiera. Zadaniem systemu informacji geograficznych (GIS) jest gromadzenie, przechowywanie, analizowanie i przedstawianie geoinformacji. Innymi typami systemów geoinformacyjnych są teledetekcja (RS) oraz globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS).

Teledetekcja (RS) odnosi się do gromadzenia danych o obszarach lub obiektach z odległości i zwykle wykorzystuje satelity lub samoloty. Te dane są przydatne do badania i monitorowania zmian w środowisku. GNSS, którego najpopularniejszym przykładem jest globalny system pozycjonowania (GPS), nadaje się do szybkiego, precyzyjnego monitorowania i pozycjonowania ruchów obiektów i ludzi. Użycie tych typów danych i technologii jest doskonałym rozwiązaniem szeroko stosowanym, w takich sektorach jak energetyka, ochrona środowiska, odzyskiwanie systemów po awarii, transport, planowanie miejskie, rolnictwo, obrót handlowy, wojsko i inne. Połączenie tych możliwości z innymi technologiami, takimi jak SCADA, może dodatkowo zwiększyć ich przydatność.

Podstawowa idea łączenia systemów GIS i SCADA

Linie elektryczne, gazowe, wodociągowe oraz technologie informacyjne i komunikacyjne (ICT), tak samo jak inne, wymagają dokumentowania w systemie odpowiednio do ich lokalizacji. Coraz częściej organizacje łączą te cyfrowe dane geoinformacyjne z systemami SCADA w dyspozytorniach. Pozwala to na łatwy dostęp do informacji o stanie linii w ich właściwych lokalizacjach geograficznych, gdy tylko jest to wymagane. Można to osiągnąć przypisując informacje do różnych kolorów, a następnie odpowiednio kolorując linie. Te kolory pozwalają na łatwe monitorowanie statusu sprzętu i wyświetlanie informacji o lokalizacjach geograficznych.

Zalety połączenia GIS i SCADA

Połączenie systemów GIS i SCADA zapewnia liczne korzyści dla zakładów energetycznych i innych organizacji, zarządzających zasobami rozproszonymi między różnymi lokalizacjami.
Zalety te obejmują:

Monitorowanie statusu z prawidłowymi lokalizacjami
Określenie „dane dynamiczne" odnosi się do danych, które są ciągle aktualizowane odpowiednio do zmiany warunków, natomiast dane statyczne po zarejestrowaniu są jednakowe. Dane dynamiczne umożliwiają monitorowanie stanów w czasie rzeczywistym i wyświetlanie trendów w czasie, a dane statyczne stanowią fundament i punkt odniesienia.

Połączenie systemów GIS i SCADA umożliwia wizualizowanie danych dynamicznych związanych z bieżącymi warunkami ze statycznymi geoinformacjami. Możliwe jest na przykład wyświetlenie, które przewody elektryczne są pod napięciem w jakich lokalizacjach. Zapewnia to dokładny podgląd systemu w czasie rzeczywistym, który łatwiej jest zrozumieć, niż jakby dane były wymienione w tabeli. Możliwe jest łatwe wybranie pożądanych warstw danych, co pozwala na wykorzystanie danych do rozwiązywania licznych wyzwań. Ponieważ SCADA i GIS umożliwiają monitorowanie statusu sieci w czasie rzeczywistym, mogą pomóc w szybszym dostrzeganiu i usuwaniu problemów.

Aplikacje i zastosowania przemysłowe
Połączenie systemów SCADA i GIS jest przydatne w licznych zastosowaniach w sektorze użyteczności publicznej. Wszechstronność możliwości SCADA i GIS sprawia, że ich połączenie jest doskonałą inwestycją. Przykładowe zastosowania to:

1. Lokalizowanie zasobów
   Na poziomie podstawowym system GIS doskonale sprawdza się w wizualizowaniu lokalizacji wszystkich zasobów organizacji. Możliwe jest rozciągnięcie mapy na kilka ekranów, aby mieć wyraźny wgląd we wszystkie szczegóły. Dostęp do dokładnych, łatwych do odczytania informacji o lokalizacji zasobów ułatwia pracę operatorów i pomaga w Planowaniu tras i innych zadań związanych z lokalizacją zasobów.
   
   
2. Wizualizacja statusu systemu
   GIS i SCADA ułatwiają także wizualizowanie i monitorowanie statusu systemu. Z pomocą oprogramowania zenon możliwe jest monitorowanie szerokiego spektrum czynników, które mają istotny wpływ na niezawodne i bezpieczne operacje.
   
   
3. Lokalizowanie usterek
   zenon ułatwia także wykrywanie i wizualizowanie usterek. W przypadku wystąpienia błędu generowany jest alert. Na podstawie danych GIS można zwizualizować lokalizację usterki, co może pomóc w jej szybkim znalezieniu i usunięciu. Funkcja wizualizacji może pomóc odkryć schematy w przypadku wystąpienia kilku usterek, mogące wskazać przyczynę. Możliwe jest także analizowanie lokalizacji usterek w czasie, pomagające w określeniu przyczyny powtarzalności problemów.
   
   
4. Zdalna kontrola systemu
   Możliwość wizualizacji lokalizacji podstacji, tworzenie wyposażenia i innych zasobów może także pomóc w zdalnej kontroli systemu. Przeglądanie geoinformacji w GIS i SCADA może ułatwić operatorom podgląd rozmieszczenia wszystkich dostępnych zasobów, co z kolei może pomóc w podejmowaniu lepszych decyzji dotyczących zarządzania nimi.
   
   

Integracja zalet zenon Energy Edition

Połączenie systemów GIS i SCADA umożliwia zintegrowanie funkcji tych dwóch technologii, dzięki czemu są one bardziej przydatne. Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom SCADA, integracja GIS jest łatwiejsza niż dotychczas i nie wymaga pełnego, zaawansowanego systemu zarządzania dystrybucją (ADMS).

zenon Energy Edition, przykładowo, może zawierać wbudowany moduł GIS. Ten moduł może wyświetlać dowolny rodzaj zasobów związanych z lokalizacjami geograficznymi, na przykład przewody zasilania i podstacje, na warstwie mapy GIS. Dane procesowe pozyskane z systemu SCADA są wyświetlane w czasie rzeczywistym i wskazują stan zasobów. Widok GIS jest uzupełniony widokiem schematycznym sieci, na przykład pojedynczym wykresem liniowym, na tzw. ekranie Worldview w oprogramowaniu zenon. Gdy wystąpi jakiekolwiek zdarzenie, operator zakładu może elastycznie przełączyć się na widok schematyczny i przejść do dowolnego poziomu szczegółów dotyczących danego zasobu w celu zbadania problemu.

Moduł orldview ułatwia wyświetlanie ekranów procesowych, które nie mieszczą się na pojedynczych ekranach monitora ze względu na dużą ilość informacji. W module można użyć funkcji powiększenia, przechodzenia między obiektami i różnymi sekcjami w celu nawigowania po ekranach. Funkcja porządkowania danych umożliwia wyświetlanie różnych stopni szczegółowości na różnych poziomach powiększenia. Worldview jest zgodny z obsługą dotykową, multi-touch i myszą. Zapewnia to większą elastyczność przeglądania danych procesowych, które w połączeniu z widokiem przestrzennym GIS zapewniają wgląd we wszystkie dane niezbędne do podejmowania dobrze uzasadnionych decyzji.

ALC (Automatyczne Kolorowanie Linii) jest kolejną przydatną funkcją do wykorzystania danych SCADA na ekranie przestrzennym GIS. Ta funkcja udostępnia informacje na podstawie topologicznej struktury sieci, takie jak źródła, przełączniki, połączenia itd., aby określić elektryczny stan poszczególnych komponentów. Przykładowo, oprogramowanie zenon oblicza topologię sieci i automatycznie koloruje elementy zgodnie z ich bieżącym statusem. Kolorowanie ułatwia sprawdzanie, przykładowo, który element sprzętowy jest zasilany, nie jest zasilany, jest uziemiony, offline lub jest w innym stanie. Wszystko to można zyskać bez dodatkowego programowania lub tworzenia skryptów.

Dostęp do map online i offline

Oprogramowanie zenon umożliwia dostęp do map zarówno w trybie online, jak i offline. Niektóre systemy kontroli sieci nie mają dostępu do Internetu i przez to nie mogą korzystać z map online. Istnieje jednak szereg alternatyw, pozwalających na pracę z lokalnymi danymi map:

• Podczas wyświetlania map online, gdy połączenie internetowe jest dostępne, informacje są zapisywane w lokalnej pamięci podręcznej. Po zapisaniu, mapa jest dostępna także w trybie offline.
• Niektórzy operatorzy sieci korzystają także z własnych danych map zamiast tych dostępnych publicznie. Firma COPA-DATA opracowała konwerter, który przekształca mapy w różnych formatach na format OpenStreetMap (OSM), który jest obsługiwany przez platformę zenon.

Większa wydajność procesów

Wiele organizacji utrzymuje osobne systemy GIS i SCADA. Gdy oba te systemy działają osobno, często trzeba wprowadzać dwukrotnie te same dane — po jednym razie do każdego systemu. Połączenie tych dwóch systemów tak, aby korzystały z tych samych danych, sprawi, że proces ich wprowadzania będzie bardziej wydajny. Może także pomóc w uniknięciu niespójności między danymi w GIS i SCADA. Zautomatyzowane funkcje udostępniane przez takie platformy jak zenon mogą także zaoszczędzić dużą ilość czasu.