Die Grundidee hinter der Kombination von GIS und SCADA
Strom-, Gas- und Wasserleitungen sowie Infrastruktur für Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) und weitere Versorgungsarten müssen mit ihrem Standort in einem System dokumentiert werden. Immer mehr Unternehmen kombinieren diese digitalen Geoinformationen heute mit SCADA-Systemen in ihren Leitständen und haben so jederzeit Zugriff auf wichtige Statusinformationen für die einzelnen Linien an ihren geografisch korrekten Standorten. Hierfür werden Informationen bestimmte Farben zugewiesen und die Linien dann entsprechend eingefärbt. Anhand dieser Farben können Sie ganz einfach den Status Ihrer Anlagen überwachen und Informationen zu den jeweiligen Standorten anzeigen.
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Die Kombination von Geoinformationen mit SCADA ermöglicht einen einfachen Zugang zu Statusinformationen für Strom-, Gas-, Wasser- und IKT-Leitungen an ihren geografischen Standorten.
Überwachung von Statusinformationen, einschließlich geografisch korrekter Standorte
Dynamische Daten sind Informationen, die bei Veränderung von Rahmenbedingungen immer wieder aktualisiert werden. Statische Daten dagegen bleiben nach ihrer Erfassung immer gleich. Mithilfe von dynamischen Daten können Sie Zustände in Echtzeit überwachen und Trends im Zeitverlauf analysieren, während statische Daten einen Ausgangs- und Bezugspunkt bilden.
Durch die kombinierte Integration von GIS und SCADA können Sie dynamische Daten zum aktuellen Zustand zusammen mit statischen Geoinformationen visualisieren. So lässt sich beispielsweise erkennen, welche Stromleitungen wo unter Spannung stehen. Sie profitieren von einer genauen Echtzeit-Sicht auf Ihre Anlage, die verständlicher ist als eine Auflistung der Daten in Tabellenform. Auf diese Weise erkennen Sie außerdem leichter standortabhängige Muster in Ihren Daten.
Darüber hinaus können Sie im Handumdrehen die gewünschten Datenebenen auswählen, um mit den darin enthaltenen Daten verschiedene Probleme zu lösen. Da sich der Status Ihres Netzes mit SCADA und GIS in Echtzeit überwachen lässt, können Probleme so schneller erkannt und behoben werden.
Anwendungsbeispiele in der Industrie
Die kombinierte Integration von SCADA und GIS bietet sich in einer Vielzahl von Anwendungen im Versorgungssektor an. Die vielfältigen Möglichkeiten von SCADA und GIS machen die Kombination dieser beiden Systeme zu einer lohnenden Investition. Mögliche Anwendungen sind:
1. Standortbestimmung für Anlagen
Grundsätzlich lässt sich mithilfe von GIS der Standort aller Anlagen Ihres Unternehmens visualisieren. Sie können Ihre Anlagen auf einer Karte darstellen und diese Karte sogar auf mehrere Bildschirme verteilen, damit selbst kleinste Details klar sichtbar werden. Der Zugang zu genauen, verständlichen Informationen zum Standort Ihrer Anlagen erleichtert Ihnen die Arbeit und unterstützt Ihre Routenplanung sowie weitere Aufgaben im Zusammenhang mit der Standortbestimmung der Anlagen.
2. Visualisierung des Systemstatus
GIS und SCADA erleichtern die Visualisierung und Überwachung des Status Ihres Systems. zenon stellt die Daten übersichtlich und mit automatischer topologischer Einfärbung dar, wodurch Sie den Status Ihrer Anlagen in Echtzeit verfolgen können. Mit zenon lassen sich verschiedenste Faktoren überwachen, die für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb entscheidend sind.
Darüber hinaus bietet zenon verschiedene Tools, mit denen die Visualisierung Ihres Systems noch einfacher wird. Mit dem Weltbild erhalten Sie zum Beispiel einen Überblick über das gesamte Netz und können unterschiedliche Detailebenen ein- und ausblenden.
3. Fehlerortung
Mit zenon lassen sich Fehler leichter erkennen und visualisieren. Im Störungsfall werden Sie entsprechend benachrichtigt. Mithilfe von GIS-Daten können Sie dann den Standort des Fehlers ausfindig machen, um die Ursache schneller zu ermitteln und zu beseitigen. Diese Visualisierung hilft Ihnen außerdem, bei mehreren Fehlern mögliche Muster zu erkennen, die wiederum Aufschluss über die Ursache geben können. Darüber hinaus können Sie die Fehlerstandorte im Zeitverlauf analysieren, um herauszufinden, warum bestimmte Probleme wiederholt auftreten.
4. Fernsteuerung
Die Möglichkeit, den Standort von Umspannwerken, Energieerzeugungsanlagen und anderen Ressourcen zu visualisieren, bietet auch Vorteile für die Fernsteuerung. Wenn Anwender Geoinformationen in GIS- und SCADA-Systemen auswerten, haben sie einen besseren Überblick über die Standorte aller verfügbaren Anlagen und können daraufhin bessere Entscheidungen über die nächsten Schritte treffen.
Integration der Vorteile der zenon Energy Edition
Durch die Kombination von GIS und SCADA haben Sie die Möglichkeit, die Funktionen der beiden Technologien zusammenzubringen und dadurch beide nützlicher zu machen. Mit modernen SCADA-Lösungen gestaltet sich die Integration von GIS leichter als je zuvor und setzt kein vollständiges Advanced Distribution Management System (ADMS) voraus.
Die zenon Energy Edition bietet auf Wunsch zum Beispiel ein integriertes GIS-Modul. Dieses Modul visualisiert alle Arten von Anlagen, wie Stromleitungen und Umspannwerke, zusammen mit ihrem jeweiligen Standort auf einer GIS-Kartenebene. Daneben werden in Echtzeit die aus dem SCADA-System erfassten Prozessdaten angezeigt, um mehr über den Status der Anlagen zu erfahren. Ergänzt wird die GIS-Ansicht durch eine schematische Ansicht des Netzes, zum Beispiel als Einliniendiagramm, im sogenannten zenon Weltbild. Im Störungsfall kann der Anlagenbetreiber flexibel zur schematischen Ansicht wechseln und anhand der verschiedenen Detailebenen dem Problem der betroffenen Anlage auf den Grund gehen.
Mit dem Weltbild haben Sie die Möglichkeit, Prozessbilder anzuzeigen, die sich aufgrund der hohen Informationsdichte auf dem Monitor nicht als Gesamtbild darstellen lassen. Ein gängiges Beispiel dafür sind Einliniendiagramme größerer Schaltanlagen, Umspannwerke, Verteilnetze und anderer Arten von Versorgungsanlagen. Mit dem Weltbild können Sie mittels Zoom, Sprungobjekten und verschiedenen Feldern komfortabel durch die Bilder navigieren. Die Decluttering-Funktion hilft, unterschiedliche Detailgrade in verschiedenen Zoom-Ebenen anzuzeigen. Das Weltbild kann mit Touch- und Multi-Touch-Gesten sowie mit der Maus gesteuert werden. Mit diesen Funktionen haben Sie mehr Flexibilität bei der Auswertung Ihrer Prozessdaten, die in Verbindung mit der räumlichen GIS-Ansicht alle wichtigen Informationen für eine fundierte Entscheidungsfindung liefern.
Automatic Line Coloring (ALC) ist eine hilfreiche Funktion für die Nutzung von SCADA-Daten in einer räumlichen GIS-Ansicht. Sie bietet Informationen auf der Grundlage der topologischen Struktur des Netzes, einschließlich Quellen, Schaltern, Verbindungen usw., mit denen sich der elektrische Zustand der einzelnen Komponenten bestimmen lässt. Mit zenon erhalten Sie ein integriertes, standardisiertes Tool für sämtliche Vorgänge rund um das topologische Netz. So berechnet die Software zum Beispiel die Netztopologie und färbt die Elemente automatisch nach ihrem aktuellen Status ein. Durch diese Einfärbung können Sie beispielsweise auf einen Blick erkennen, welche Anlagen bestromt, unbestromt, geerdet, vom Netz getrennt sind usw. All das ist ohne zusätzlichen Programmier- oder Skriptaufwand möglich.
Zugriff auf Karten sowohl online als auch offline
Mit zenon haben Sie jederzeit Zugriff auf Kartenmaterial, wofür Sie nicht zwangsläufig online sein müssen. Einige Netzleitsysteme sind nicht mit dem Internet verbunden und können daher nicht direkt auf Online-Karten zugreifen. Allerdings gibt es einige Alternativen für die Arbeit mit lokalen Kartendaten:
Wenn Sie bei bestehender Internetverbindung Online-Kartenmaterial anzeigen, werden die Informationen in einem lokalen Zwischenspeicher gespeichert. Anschließend steht die Karte auch im Offline-Modus zur Verfügung.
Einige Netzbetreiber greifen nicht auf öffentlich zugängliche Karten zurück, sondern nutzen eigene Kartendaten. Mit dem von COPA-DATA entwickelten Konverter können Karten in verschiedenen Formaten in das Format von OpenStreetMap (OSM) konvertiert werden, das von zenon unterstützt wird.
Effizientere Prozesse
Viele Unternehmen verfügen über separate GIS- und SCADA-Systeme. Oft müssen sie daher die gleichen Daten doppelt eingeben – in jedem System einmal. Durch die Kombination greifen beide Systeme gemeinsam auf Ihre Daten zu, wodurch Sie die Dateneingabe deutlich effizienter gestalten können. Daneben vermeiden Sie Inkonsistenzen zwischen Ihren GIS- und Ihren SCADA-Daten. Mit den Automatisierungsfunktionen von Plattformen wie zenon können Sie darüber hinaus Zeit und Aufwand sparen.
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zenon kann ein eingebautes GIS-Modul enthalten, mit dem Sie einen SCADA-Bildschirm erstellen und eine Ebene mit Kartenelementen, einschließlich Satellitenkarten, hinzufügen können.
Flexible Integration von GIS in SCADA
In zenon können Sie in jedem beliebigen Bereich eine GIS-Ansicht hinzufügen, ähnlich wie ein zusätzliches Bildelement. Größe, Position und Sichtbarkeit sind dabei frei konfigurierbar. Dadurch lässt sich einerseits ein Bild als vollformatige GIS-Ansicht generieren, um einen maximalen Überblick zu erhalten. Auf der anderen Seite können Sie ein GIS-Element seitlich in einem Bild als Navigationsfeld anordnen, während Details zu dem in der Karte ausgewählten Element in der Mitte angezeigt werden. zenon unterstützt sowohl eine einfache Anordnung mit mehreren Bildschirmen als auch eine GIS-SCADA-Anordnung, mit der die Bilder auf nebeneinander aufgestellten Bildschirmen parallel geöffnet sind und miteinander interagieren können.
GIS Ebene für Ebene
Die Erstellung des GIS-Inhalts ist relativ einfach und erfordert kein zusätzliches Wissen. Die GIS-Anzeige in zenon ist in Ebenen untergliedert, wobei die Hauptebene das in der GIS-Ansicht zu verwendende Kartenmaterial umfasst. Um dieses zu konfigurieren, wählen Sie zunächst einen Kartenanbieter wie Google, Bing, OpenStreetMap oder Baidu. Dabei können Sie sich auch für einen Kartenstil, beispielsweise Standard-, Gelände- oder Satellitenkarten, entscheiden.
Objekte, die Ihre Netz- und Prozessanlagen darstellen, sind in benutzerdefinierten Ebenen organisiert, die sich in der grafischen GIS-Ansicht nacheinander überlagern. Jede Ebene kann eine individuelle Anordnung von Linien, Bereichen und Markierungen beinhalten. Die Geokoordinaten lassen sich präzise anpassen. Darüber hinaus ermöglicht der GIS Editor in zenon den Import von Objekten aus KML-basierten Dateien. Die sogenannte „Keyhole Markup Language“ ist ein vom Open Geospatial Consortium standardisiertes Format, mit dem die Geomerkmale beschrieben werden.
Bessere Visualisierung für ein optimales Situationsbewusstsein
Die Sichtbarkeit einzelner Objekte, aber auch die einer kompletten Ebene lässt sich problemlos konfigurieren. Die Einfärbung von Objekten kann mit topologischer Einfärbung verknüpft werden oder dazu dienen, die Werte von SCADA-Variablen zu begrenzen. Für jedes Objekt können Sie ein Kontextmenü konfigurieren, das sämtliche Funktionen der SCADA-Anwendung beinhaltet. Darüber können zum Beispiel zugehörige Alarmlisten geöffnet, ausführliche Prozessbilder dargestellt oder anlagenspezifische Berichte generiert und angezeigt werden. Die Position und das Aussehen von Markierungen lassen sich basierend auf der SCADA-Anwendung dynamisch anpassen – was besonders hilfreich ist, um den Standort mobiler Anlagen oder bestimmte Ereignisse wie Netzfehler direkt in der GIS-Ansicht darzustellen.
Die technische Konfiguration der GIS-Ansichten in zenon basiert auf einem offenen XML-Format, das alle Einstellungen, Geomerkmale und präzisen Koordinaten beinhaltet. Benutzerdefinierte Tools ermöglichen die automatische Erstellung, Anpassung und Erweiterung der GIS-Ansichten während der Konfiguration.
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Automatic Line Coloring (ALC) verwendet eine topografische Einfärbung, um Komponenten zu identifizieren und anzuzeigen, wie sie miteinander verbunden sind.
GIS und SCADA jetzt kombinieren
Um die Vorteile Ihrer Geoinformationen und SCADA-Daten voll auszuschöpfen, brauchen Sie die richtigen Tools. Die zenon Energy Edition von COPA-DATA ist eine integrierte Softwareplattform, die verschiedene Funktionen rund um SCADA, GIS, Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI), Distribution Management Systeme (DMS) und mehr bietet. Im Lieferumfang enthalten sind eine Reihe von Treibern und Kommunikationsprotokollen, die von COPA-DATA selbst entwickelt wurden und eine intuitive Visualisierung und Steuerung ermöglichen.
Basierend auf mehr als 30 Jahren Erfahrung entwickelt COPA-DATA seine Softwareplattform zenon kontinuierlich weiter, um Ihnen die Logiken, Algorithmen und Funktionen bieten zu können, die Sie brauchen. Wenn Sie mehr über die Integration von GIS und SCADA mit zenon erfahren möchten:
A newly released standard from the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) has utilities thinking about their next-generation Smart Grid equipment. The IEEE 1547 standard has been updated and enforced in 7 states as of 2021. Starting in 2022, more states in the US will be forced to comply with the updated IEEE 1547 standard.
The IEEE 1547 standard establishes criteria and requirements for interconnection of distributed energy resources (DER) with electric power systems (EPS) and associated interfaces. It provides requirements relevant to the interconnection and interoperability performance, operation, testing, safety, maintenance and security.
