Bez zasilania nic nie działa, czyli systemy elektroenergetyczne

Systemy SCADA służą do kontrolowania różnych obiektów technologicznych, są obecne praktycznie wszędzie. Nic więc dziwnego, że znajdują zastosowanie w nadzorowaniu systemów elektroenergetycznych: rozdzielni na różnych poziomach napięć. Tu jednak pojawiają się problemy, wynikające z natury tych systemów i zachodzących w nich procesów:

• źródłami danych są specjalizowane urządzenia, dedykowane do sterowania i zabezpieczania odpływów energii elektrycznej, posługujące się dedykowanymi protokołami komunikacyjnymi,
• zjawiska, które należy monitorować są niezwykle krótkotrwałe i charakteryzują się dużą szybkością zmian wartości wielkości pomiarowych.
  Do tego trzeba dodać dość specyficzne wymagania stawiane wizualizacji nadzorowanych instalacji.

Asix jest przygotowany na takie wyzwania tak w pierwszym jak i drugim aspekcie zagadnienia, a nietypowa wizualizacja jest dla tego systemu naturalną pożywką. Dzięki temu ASKOM wdrożył z sukcesem aplikacje nadzorowania rozdzielni w elektrowniach zawodowych i elektrociepłowniach.

Systemy elektroenergetyczne

Mówiąc o systemach elektroenergetycznych mamy na myśli systemy zasilania lub dystrybucji energii elektrycznej. Te składają się z rozdzielni, w których kluczową rolę pełnią tzw. sterowniki polowe czy też zabezpieczenia polowe. To specjalizowane urządzenia, których zadaniem jest czuwanie nad bezpieczeństwem pracy obwodu elektrycznego, przeciwdziałanie skutkom wystąpienia zwarć, przeciążeń czy nieprawidłowego poziomu napięcia. Sterowniki polowe muszą zadziałać błyskawicznie, a sam proces ich działania mierzony jest maksymalnie w pojedynczych sekundach.

Dane pomiarowe można podzielić na bieżące, odczytywane sukcesywnie z zadanym krokiem oraz pomiary zebrane podczas zadziałania zabezpieczeń, próbkowane z dużą częstotliwością i buforowane w pamięci sterowników polowych. System nadrzędny musi pobierać zarówno pomiary bieżące, jak i odebrać dane z buforów. W tym celu stosuje się specjalizowane, standardowe protokoły komunikacyjne DNP3, IEC61850, IEC60870 oraz specyficzne dla producenta protokoły własne, np. SPA (ABB), E2TangoTCPIP (sterowniki e²TANGO) i inne. Zastosowanie tu mają też protokoły do urządzeń pomiarowych, jak DLMS, DataPAF, Diris czy EQM. Wszystko to pozwala na scalenie w jednej aplikacji funkcji bieżącej kontroli pomiarów oraz analizy stanów awaryjnych, gdy działają zabezpieczenia. Ta analiza, wykonywana post mortem musi dotyczyć zarówno historii zmian wielkości pomiarowych, próbkowanych z dostateczną prędkością (1µs), jak i historię komunikatów diagnostycznych, zapisanych w pamięci sterowników polowych. Te dane muszą być pobrane i skorelowane ze sobą, dając pełny obraz działania zabezpieczeń polowych. Tak różnorodne wyzwania komunikacyjne stawiają wysoko poprzeczkę przed systemami monitorującymi.

Jedną z platform programowych potrafiących im sprostać jest Asix. Posiada on wbudowanych ponad 140 drajwerów komunikacyjnych w tym wszystkie wymienione powyżej. Trudno wiec znaleźć urządzenie, z którym nie potrafiłby się połączyć. Dodatkowo zawsze jesteśmy w stanie w ciągu kilku tygodni dopisać jakiś nietypowy drajwer. Unikatowym rozwiązaniem Asix jest możliwość wyświetlenia zarówno krzywych historycznych pomiarów jak i stanu alarmów w jednym narzędziu – w programie AsTrend.

Schematy zasilania, to zazwyczaj rozbudowane struktury, zajmujące dużo miejsca na ekranie i które trudno podzielić na mniejsze fragmenty bez utraty z pola widzenia operatora ogółu instalacji. Wizualizacja jest więc trudna, upakowanie wielu obiektów zaciemnia obraz i odczyt danych. Z tego powodu stosuje się tu, dostępne w Asixie mechanizmy powiększania widoków i ukrywania obiektów w zależności od powiększenia. Dzięki temu szybko można zobaczyć szczegóły dotyczące pojedynczego pola w rozdzielni, powiększając odpowiedni fragment ekranu. Pojawiają się wtedy dane o nastawach sterownika polowego, pomiary bieżące i inne dane nieistotne do ogólnej analizy systemu zasilania. Patrząc na schemat przez taka lupę można zmieniać jej położenie, analizując kolejne pola rozdzielni.

W oparciu o te narzędzia ASKOM uruchomił SYStemy NAdzoru Rozdzielni, nazywane skrótowo SYSNAR w wiodących elektrowniach w Polsce.