Rollen för GIS och SCADA i energiöverföring och -distribution

 

Industriföretag kombinerar i ökande grad geografiska informationssystems (GIS) och processdata från övervakningskontroll- och dataförvärvsystem (SCADA). I kontrollrum för överförings- och distributionsnätverksoperatörer såväl som kommunala tjänster har kombinationen av dessa två tekniker visat sig vara värdefull i många år.

 

Med zenon från COPA-DATA kan du komma åt många av fördelarna som integration av GIS och SCADA ger, inklusive:

  • Visning av dynamiska processdata i statisk geoinformation
  • Information om övervakningsstatus, inklusive geografiskt korrekt plats
  • Integration av fördelarna i zenon Energy Edition, såsom topografisk färgläggning i enkla linjediagram och fellokalisering i elnät

 

 

Vad är geoinformation?

Geoinformation avser data som kan reflekteras spatialt i den verkliga världen. Vanligen kombineras dessa spatiala data med attributdata, som är ytterligare information om de spatiala funktionerna. Som exempel kan vi ta elektriska understationer. Spatial data skulle vara platserna för understationerna. Attributdata skulle inkludera information om varje understation, såsom dess namn, typ och funktion och den utrustning den innehåller.

 

Syftet med ett geografiskt informationssystem (GIS) är att samla in, lagra, hantera, analysera och presentera geoinformation. Andra typer av geoinformationssystem inbegriper fjärravkänning (RS) och globala navigationssatellitsystem (GNSS).

 

RS avser insamling av data om områden eller objekt från ett avstånd och inbegriper vanligen användning av satelliter eller flygplan. Dessa data är användbara för studier och övervakning av miljöförändringar. GNSS, det mest välkända exemplet på detta är GPS (Global Positioning System), går att använda till snabb, precis övervakning och positionering av objekt och mänskliga rörelser.

 

Användning av dessa datatyper och tekniker ger lösningar som går att använda i en mängd olika tillämpningar över sektorer som energi, miljöbevarande, katastrofåterhämtning, transport, stadsplanering, jordbruk, affärshandel, militär med mera. Om man kombinerar dessa möjligheter med andra tekniker som t.ex. SCADA kan de bli ännu mer värdefulla.

 

 

Den grundläggande tanken bakom att kombinera GIS och SCADA

El-, gas-, vatten- och informations- och kommunikationsteknikledningar (ICT), såväl som andra typer, måste dokumenteras i ett system i enlighet med deras placering. Företag kombinerar dessa digitala geoinformationsdata i ökande grad med SCADA-system i kontrollrummen. Detta gör att de enkelt kan komma åt statusinformation för ledningar med korrekta geografiska positioner oavsett behov. Man kan åstadkomma detta genom att tilldela olika färger till information och sedan färgsätta ledningarna i enlighet med detta. Dessa färger gör det enkelt för er att övervaka statusen för utrustning och visa information om dess geografiska platser.

Att kombinera geoinfo med SCADA gör det möjligt att lätt komma åt statusinfo för el-, gas-, vatten- och ICT-ledningar med deras geografiska positioner.

Fördelar med att kombinera GIS och SCADA

Att kombinera GIS och SCADA kan ge flera fördelar för energiföretag och andra typer av företag med resurser utspridda över olika platser. Några av dessa fördelar inbegriper:

 

Information om övervakningsstatus, tillsammans med geografiskt korrekta platser

Termen dynamiska data avser data som uppdateras kontinuerligt allteftersom förhållandena ändras, medan statiska data förblir desamma när de har registrerats. Dynamiska data gör det möjligt för er att övervaka förhållanden i realtid och se trender över tid, medan statiska data utgör en grund och referenspunkt.

 

Att kombinera GIS och SCADA gör det möjligt för er att visualisera dynamiska data som hör samman med aktuella förhållanden med statisk geoinformation. Till exempel kan ni se vilka elledningar som är spänningsförande på vilka platser. Detta ger er en korrekt realtidsbild av ditt system som är enklare att tolka än om dessa data listades i en tabell. Man kan även lätt hitta mönster som hör samma med platsen i era data.

 

Det går även att enkelt välja de datalager man vill se, vilket gör det möjligt för dig att tillämpa dina data för att lösa en stor mängd utmaningar. Eftersom SCADA och GIS gör att ni kan övervaka statusen för ert nätverk i realtid kan det hjälpa er att fånga upp och korrigera problem mycket snabbare.

 

Industritillämpningar och användningsområden

Kombinationen av SCADA och GIS går att använda till en mängd tillämpningar i el- och vattensektorn. Mångsidigheten för SCADA och GIS gör det till en utmärkt investering att kombinera dem. Användningsområdena inkluderar:

 

1. Lokalisering av resurser

På en grundläggande nivå kan man använda GIS till att visualisera hela ert företags resurser. Ni kan visa en karta över alla era resurser och till och med visa denna karta över flera skärmar för att säkerställa att alla detaljer är tydligt synliga. Att ha tillgång till korrekt information som är lätt att läsa om resurslokalisering gör operatörernas arbete enklare och de kan assistera vid ruttplanering och andra uppgifter som hör samman med resurslokalisering.

 

2. Visualisering av systemstatus

GIS och SCADA kan även underlätta visualisering och övervakning av ert systems status. zenon tillhandahåller en tydlig visualisering, komplett med automatisk topologisk färgsättning som visar status för er utrustning i realtid. Med zenon kan ni övervaka en mängd faktorer som är avgörande för tillförlitlig, säker drift.

 

zenon har även flera verktyg som gör det enklare att visualisera ert system. T.ex. Worldview som gör det möjligt för er att visa det fullständiga rutnätet och visa varierande grad av detaljnivå.

 

3. Fellokalisering

Med zenon blir det även lättare att upptäcka och visualisera fel. Om ett fel uppstår får ni en varning. Med GIS-data kan ni visualisera platsen för felet, vilket gör det enklare att lokalisera och korrigera det mycket snabbare. Denna visualisering kan hjälpa er att upptäcka mönster om flera fel uppstår så att ni kan få ledtrådar till orsaken. Ni kan även analysera platserna för felen över tid. Detta kan hjälpa er att avgöra varför problemen återkommer.

 

4. Fjärrstyrning av system

Att kunna visualisera var understationer, generatorutrustning och andra resurser är kan underlättas med fjärrstyrning av system. Genom att utforska geoinformation i GIS- och SCADA-systemen blir det enklare för operatörerna att se var alla tillgängliga resurser är, vilket hjälper dem att fatta bättre beslut om hur dess ska hanteras.

 

Integrering av fördelarna med zenon Energy Edition

Att kombinera GIS med SCADA gör det möjligt för er att integrera funktionerna för de två teknikerna, så att båda blir mer användbara. Med moderna SCADA-lösningar blir integrationen med GIS enklare än någonsin tidigare och kräver inte ett fullständigt avancerat distributionshanteringssystem (ADMS).

 

zenon Energy Edition kan till exempel inkludera en inbyggd GIS-modul. Denna modul kan visa alla typer av resurser som hör samman med deras geografiska platser, såsom elledningar och understationer, på en GIS-karta. Processdata som erhålls från SCADA-systemet visas i realtid för att indikera tillståndet för resurserna. GIS-vyn kompletteras med en schematisk vy över elnätet, till exempel i ett enkelt linjediagram, på en så kallad Worldview-skärm i zenon. När en händelse inträffar kan anläggningsoperatören flexibelt växla till den schematiska vyn och gå ner till vilken detaljnivå som helst gällande resursen i fråga för att utreda problemet.

 

Worldview underlättar visning av processkärmar som inte kan visas på en enda skärm på monitorn, på grund av stora mängder information. Detta är vanligtvis fallet med enkla linjediagram för ett större ställverk, understation, distributionsnät och andra typer av elnätverk. Med Worldview kan ni använda zoom, hoppa över objekt och olika sektioner för att navigera runt skärmarna. Med funktionen för rensning kan du visa olika grader av detaljer i olika zoomnivåer. Worldview är kompatibelt med pekskärm, multi-touch och musen. Dessa funktioner ger mer flexibilitet när ni utforskar era processdata. när dessa kombineras i den spatiala GIS-vyn får ni alla insikter ni behöver för att kunna fatta ett informerat beslut.

 

Automatic Line Coloring (ALC) är en annan användbar funktion för användning av SCADA-data i en spatial GIS-vy. Denna funktion tillhandahåller information baserat på elnätets topologiska struktur, såsom källor, strömbrytare, anslutningar osv., för att avgöra det elektriska tillståndet för de enskilda komponenterna. Med zenon får ni ett integrerat verktyg för användning av tjänster runt det topologiska rutnätet. Till exempel beräknar programvaran elnätets topologi och färgsätter automatiskt elementen i enlighet med deras aktuella status. Denna färgsättning gör det enkelt att t.ex. se vilken utrustning som är strömförande, utan ström, jordad, offline med mera. Ni kan göra detta utan något ytterligare programmerings- eller skriptarbete.

 

Tillgång till kartor både online och offline

Med zenon kan ni komma åt kartor oavsett om ni är online eller inte. Vissa nätverks kontrollsystem har ingen internetuppkoppling och kan på grund av detta inte använda online-kartor. Men det finns flera alternativ för att arbeta med lokala kartdata:

 

När online-kartor visas när det finns en internetanslutning lagras informationen i ett lokalt cache-minne. När kartan har lagrats är den tillgänglig även när du är offline.

 

Vissa nätverksoperatörer kan använda sina egna kartdata istället för allmänt tillgängliga kartor. COPA-DATA har utvecklat ett konverteringsprogram som ändrar kartor i olika format till formatet OpenStreetMap (OSM) som stöds av zenon.

 

Effektivare process

Många företag har separata GIS- och SCADA-system. När dessa två system är separata måste man ofta mata in samma data två gånger, en gång i varje system. Genom att kombinera de två systemen så att de delar data blir er datainmatningsprocess mycket effektivare. Det hjälper er även att undvika inkonsekvenser mellan era GIS- och SCADA-data. De automatiserade funktionerna som tillhandahålls av plattformarna, såsom zenon, kan även hjälpa er att spara avsevärt med tid.

zenon kan innehålla en inbyggd GIS-modul som gör det möjligt att skapa en SCADA-skärm och lägga till ett lager med kartelement från inkluderade satellitkartor.

Integrera GIS i SCADA med flexibilitet

I zenon kan en GIS-vy fritt läggas till i vilken skärm som helst, precis som ett extra skärmelement. Storlek, position och synlighet är konfigurerbara. Därmed kan en skärm förberedas som GIS-vy i fullformat för maximal överblick. Å andra sidan kan ett GIS-element placeras i sidled på en skärm för att tjäna som ett navigationsfält, där information om elementet som markerats på kartan visas i mitten. zenon har stöd för både en enkel installation med arrangemang med flera skärmar och ett GIS- och SCADA-arrangemang där skärmarna kan samexistera och interagera och visas på monitorer som placerats bredvid varandra.

 

GIS lager för lager

Det är ganska lätt att generera GIS-innehållet och kräver ingen extra kunskap. GIS-visning i zenon fungera i lager. Det primära lagret representerar kartmaterialet ni vill använda i er GIS-vy. Detta konfigureras genom att ni markerar en kartleverantör, såsom Google, Bing, OpenStreetMap eller Baidu. Detta gör det möjligt för er att besluta om vilken kartstil som ska användas såsom vanliga, terräng- eller satellitkartor.

 

Objekt som illustrerar ert nätverk och processutrustning organiseras i anpassade lager som successivt överlappas i den grafiska GIS-vyn. Varje lager kan innehålla ett anpassat arrangemang av linjer, områden och markörer. Geokoordinater kan justeras precist. GIS-redigeraren i zenon gör det även möjligt att importera objekt från KML-baserade filer. Det så kallade ”Keyhole Markup Language” är ett format som beskriver geospatiala egenskaper som standardiserats av Open Geospatial Consortium.

 

Bättre visualisering för bättre grepp om situationen

Synligheten för enskilda objekt, och även synligheten för ett fullständigt lager kan kontrolleras. Färgsättningen av objekt kan länkas till topologisk färgsättning eller till gränsvärden för SCADA-variabler. För varje objekt kan en kontextmeny konfigureras så att den innehåller alla typer av funktioner från SCADA-applikationen. Detta kan användas t.ex. till att öppna relaterade larmlistor, växla till detaljerade processkärmar eller generera och visa utrustningsrelaterade rapporter. Positionen och utseendet för markörerna kan uppdateras dynamiskt tack vare SCADA-applikationen som är en kraftfull funktion för att indikera platsen för mobila resurser eller för att indikera specifika händelser, som en plats för ett nätverksfel direkt i GIS-vyn.

 

Den tekniska konfigurationen av GIS-vyer baseras på ett öppet XML-format som innehåller alla inställningar, geospatiala funktioner och precisa koordinater. Anpassade verktyg möjliggör automatisk generering, anpassning och förlängning av GIS-vyerna under konfigurationen.

Automatic Line Coloring (ALC) använder topologisk behandling (baserad på elnätets topologiska modell) för att identifiera komponenter och visa sammankopplingen.

Kombinera GIS och SCADA nu

För att få ut så mycket som möjligt av er geoinformation och era SCADA-data behöver ni rätt verktyg. zenon Energy Edition från COPA-DATA är en integrerad mjukvaruplattform som tillhandahåller SCADA, GIS, människa-maskingränssnitt (HMI), distribution management system (DMS) och andra funktioner. Det backas upp av ett antal drivrutiner och kommunikationsprotokoll som skapats internt och erbjuder intuitiv visualisering och kontroll.

 

COPA-DATA har över 30 års erfarenhet och uppdaterar zenons programvara kontinuerligt för att säkerställa att den har logiken, algoritmerna och funktionerna ni behöver. För att få reda på mer om GIS- och SCADA-integration med zenon, kontakta oss idag.

 

KONTAKTA OSS