Informazioni sulla progettazione efficiente
Progettare le applicazioni software in maniera efficiente è essenziale per aiutare l’azienda a ridurre i costi, risparmiare tempo e aumentare la produttività. Il lavoro di ingegneria è composto da molte fasi e per ognuna va massimizzata l’efficienza del lavoro per ridurre le spese.
Ma cosa significa progettazione efficiente? La definizione di efficienza ingegneristica è spesso intesa come fare gli stessi compiti più velocemente e ad un costo inferiore.
Se consideriamo l’efficienza nella creazione di applicazioni software per l’energia bisogna pensare anche al ciclo di vita dell’ingegnerizzazione. Nell’automazione del settore energetico il ciclo di vita di un progetto può essere anche di 15 o più anni, quindi bisogna determinare come minimizzare la manodopera e i ritardi a lungo termine, come ottimizzare la qualità delle forniture e la sicurezza e la protezione per tutta la durata.
Differenti significati per efficienza ingegneristica
L’efficienza nella progettazione si riferisce all’efficacia di particolari compiti o caratteristiche tecniche del progetto incentrate sull’implementazione di uno strumento di ingegneria, come ad esempio:
- Modelli di schermate
- Simboli riutilizzabili
- Istanziazione semplice
- Adattamento rapido e semplice
- Definizione centrale
In senso più ampio l’efficienza nella progettazione si riferisce anche ad aspetti di livello superiore di un progetto, come:
- Scalabilità
- Compatibilità a lungo termine
- Generazione automatica di parti di progetto
- Piattaforma pensata per rollout su larga scala
- Guida attraverso esempi di implementazione
Per esempio, se un’azienda può sviluppare un sistema che permette un’estensione a posteriori dell’architettura della soluzione in maniera semplice e veloce, renderà il progetto successivo sicuramente più conveniente e rapido da realizzare.
1. Concezione
Durante la fase di concezione gli ingegneri hanno esigenze complesse da bilanciare. Devono considerare numerosi fattori e standard mentre elaborano il loro concetto generale. Immaginare la forma e il comportamento finale del progetto può rappresentare una sfida, ma concentrarsi sull’efficienza durante la concezione può aiutare a migliorare in tutte le fasi successive.
Prova di progetto
La prova del progetto è il test definitivo del fatto che il concetto pensato sia realmente fattibile. La prova deriva da esperimenti, realizzazione di progetti pilota o da test che generano dati che attestino la solidità del concetto.
Lavorare con la zenon Software Platform durante tutta la fase di concezione offre una serie di vantaggi. Anche se zenon è progettato per comprendere molte funzioni complessi in tutte le fasi dell’automazione per il settore energetico, è anche semplice da installare e utilizzare. Anche con architetture complesse, le sue caratteristiche permettono di generare facilmente e immediatamente i dati necessari. Utilizzano la suite di configurazioni standard di zenon e i metodi fi parametrizzazione è possibile creare rapidamente le impostazioni di prova e iniziare i test.
Compatibilità e conformità
Nella maggior parte dei casi, le soluzioni di automazione per il settore dell’energia incorporano tecnologie da una serie di fornitori diversi. Queste tecnologie devono lavorare armoniosamente l’una con l’altra perché la soluzione sia efficiente ed efficace. Per questo motivo, gli ingegneri devono garantire l’implementazione conforme agli standard – come per esempio DNP3, IEC61850 e IEC 60870.
Le conseguenze della non conformità sono gravi. La non conformità può richiedere soluzioni estese, costose e dispendiose in termini di tempo. Aumenta anche la probabilità di un lavoro di progettazione più esteso in futuro, dato che i piccoli problemi si aggraveranno.
Fortunatamente l’utilizzo della Piattaforma Software zenon può aiutare a garantire la compatibilità tra diversi tipi di tecnologia e confermare la conformità. zenon fornisce la massima conformità possibile con gli standard applicabili, tra cui DNP3, IEC61850 (edizione2.0), e IEC 60870 e molti altri. La piattaforma software zenon consente di utilizzare la configurazione del protocollo per progettare comportamenti personalizzati.
Template ed esempi
I template e gli esempi vi aiutano a capire l’approccio migliore per implementare la nuova soluzione vi aiutano ad identificare la strada corretta per una progettazione efficiente di un progetto ad alte prestazioni.
Gli application set di zenon per soluzioni software per il settore dell’energia forniscono una sorta di cassetta degli attrezzi con all’interno tutto il necessario per sviluppare le vostre soluzioni. Includono un ampio catalogo di modelli e componenti di progetto, nonché la possibilità di utilizzare l’applicazione demo come punto di partenza per il vostro processo di progettazione.
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Various templates are provided in zenon for rapid application development
2. Sviluppo della soluzione (fase di implementazione)
Durante la fase di sviluppo e implementazione della soluzione è altrettanto essenziale porre un focus sull’efficienza.
Utilizzo di simboli e modelli
L’uso di simboli e modelli, insieme all’orientamento agli oggetti, aiuta l’efficienza della vostra applicazione. L’uso di modelli ha diversi benefici per l’efficienza durante la progettazione:
- Riutilizzo dei componenti: L’uso di un template permette di ridurre gli sprechi e migliorare l’efficienza. Riutilizzare gli elementi accelera lo sviluppo perché riduce il tempo di progettazione manuale.
- Verifica singola: Una volta formattati, gli elementi e i modelli non richiedono una verifica costante, anzi spesso ne richiedono massimo una. Ridurre le verifiche aumenta l’efficienta e riduce il tempo dedicato ai test.
- Tempistiche di apprendimento ridotte: L’utilizzo sistematico di modelli conosciuti riduce il tempo di apprendimento migliorando la familiarità con il processo esistente. Quando si riutilizzano i componenti, si continua a lavorare con elementi che si conoscono già bene e quindi non è necessario spendere latro tempo per imparare nuovi processi.
- Facile manutenzione: L’utilizzo di modelli e oggetti rende semplice la manutenzione in quanto la struttura del progetto è pulita.
Di seguito tutti i vantaggi che zenon fornisce per lo sviluppo e l’implementazione di soluzioni efficienti:
- Modelli di schermate e simboli: Con zenon creare una visualizzazione di design per determinati compiti è un processo facile. È possibile utilizzare i layout delle schermate per una lista SoE (sequenza di eventi), l’elaborazione dei comandi o la gestione della sequenza di commutazione. Una volta creato un layout di schermo, qualsiasi dettaglio all’interno può essere personalizzato. Si possono creare simboli generici per le schermate, per mostrare informazioni o visualizzare gli stati dei processi. Una volta che un simbolo è applicato ad una schermata, è possibile assegnare dinamicamente le variabili e le funzioni effettive ad esso collegate. Un simbolo può essere utilizzato per più attività in molti posti dell’applicazione HMI. L’implementazione originale del simbolo rimarrà centrata in un unico punto.
- Smart Objects: Gli “Smart Objects" di zenon ti permettono di creare template di automazione che comprendono simboli grafici, driver, variabili, tipi di dati, schermate dettagliate, gruppi di comandi e interblocchi. Puoi usare questa funzione per pre-configurare un intero modello di dati e allegare tutte le funzioni, gli allarmi e le viste correlate al modello.
- Meccanismi di import/export e default: Robusti meccanismi di import/export e defaults migliorano le funzionalità del template e aumentano l’efficienza nella progettazione.
Configurazione di funzioni esistenti
L’implementazione di un’applicazione software per il settore dell’energia attraverso la configurazione anziché la programmazione migliora l’efficienza. Uno dei principali vantaggi di concentrarsi sulla configurazione anziché sulla programmazione è la riduzione di complessità nella creazione di un modulo funzionale. Sarà necessario impostare solamente i parametri essenziali e il resto andrà a posto in maniera relativamente semplice.
Il fornitore del progetto normalmente esegue l’implementazione funzionale e l’applicazione funziona insieme ad altri moduli e potenziali disposizioni architettoniche, come per esempio, Client-Server, ridondanza ecc.
Qui riportiamo alcuni altri vantaggi del concentrarsi sulla configurazione anziché sulla programmazione:
- Libertà nello scegliere se sviluppare o modificare codice personalizzato.
- Non servono competenze di programmazione.
- Riduzione del rischio di bug nel codice che possano distruggere i dati o inibire l’intero processo.
- Moduli standardizzati facili da trasferire tra le diverse versioni del progetto nel tempo senza errori.
Progettazione automatica
La progettazione automatica aumenta l’efficienza perché permette di automatizzare compiti standard e ripetitivi. Con la progettazione automatica è possibile creare o modificare automaticamente qualsiasi elemento del progetto attraverso un’interfaccia di programmazione di applicazioni (API) completa come l’Object Model di zenon.
Ecco alcuni vantaggi della progettazione automatica a favore dell’efficienza nella progettazione:
- Risparmio di tempo: L’importazione di masse di dati da database o informazioni da file libera tempo da dedicare a compiti più complicati.
- Adattabilità: le soluzioni di progettazione automatica sono solitamente adattabili a ogni fonte di dati e applicabili a qualsiasi sequenza.
- Prevenzione degli errori: la progettazione automatica aiuta nel prevenire errori umani a causa di inserimenti manuali.
- Applicazione degli standard: Strutture e progetti standardizzati costruiscono una base essenziale per soluzioni pulite e modulari. Gli ingeneri avranno vita più semplice lavorando in un ambiente standardizzato. La progettazione automatica aiuterà ad applicare sistematicamente gli stessi standard.
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Automated engineering helps to improve large-scale rollouts in the commissioning phase
3. Fase di commissioning
L’efficienza nella progettazione è essenziale nella fase di messa in servizio di una nuova soluzione:
Concetti di piattaforma (per rollout su larga scala)
Per rollout su larga scala, la standardizzazione in tutte le fasi aiuta ad aumentare l’efficienza dei progetti e delle operazioni. Quando le tecnologie, le risorse hardware e il software hanno tutte caratteristiche simili, la concezione del progetto, lo sviluppo e la manutenzione diventano molto più facili grazie alla familiarità di base tra tutti i prodotti.
La maggior parte dei sistemi moderni supportano la creazione di un quadro proggettualistico attraverso un concetto di piattaforma, usando strumenti come questi:
- Progetti template: Il modello del progetto continue le funzioni necessarie per la soluzione software.
- Template building blocks: ossia modelli che includono componenti come tipi di schermate, simboli e smart object.
- Strumenti di progettazione automatica: Automated engineering tools: ti permettono di usare algoritmi personalizzati o un wizard (procedura guidata) per creare configurazioni speciali, fare controlli ecc.
Un esempio eccellente di utilizzo di zenon per migliorare l’efficienza è la progettazione automatica dei progetti IEC 61850. Per progetti relativi alle sottostazioni, gli utenti possono generare un diagramma a linea singola (SDL), basato sul linguaggio di configurazione di una sottostazione (SCL) e sulla descrizione della configurazione di sottostazione (SCD). Uno strumento di configurazione indipendente (ICT) è spesso usato per creare e gestire questi modelli di dati. I modelli di dati corrispondono poi a una serie di simboli modello preconfigurati con entrambe le variabili e i simboli dello schermo generati automaticamente. Gli SDL sono pronti all’uso con pochi aggiustamenti grafici.
Collaudo e verifica
Durante la messa in servizio, è fondamentale avere accesso agli stati essenziali del sistema in modo da poter vedere se i collegamenti di comunicazione sono attivi, i dispositivi pronti per i comandi e se i dispositivi di rete sono stabili. Volete anche essere in grado di individuare rapidamente e facilmente qualsiasi malfunzionamento e avere una chiara panoramica dell’architettura della soluzione e i dettagli delle regolazioni e dei test.
Vuoi anche che i tuoi test siano abbastanza efficienti da poter eseguire un test una volta e poi riusare la funzione molte volte. Questo aiuta a risparmiare tempo e ad accelerare la fase di messa in servizio. Fortunatamente con zenon i modelli di processo come i simboli delle schermate e gli Smart Object che sono stati sottoposti ad un round di test non avranno bisogno di altri test dettagliati.
Simulazione di processo
Durante la messa in servizio e in molte altre fasi dell’ingegneria del progetto, la simulazione del processo migliora l’efficienza aiutandovi ad accelerare lo sviluppo. La simulazione dei processi vi permette di preparare schermate, algoritmi di controllo, eseguire i primi test e ottimizzare i vostri progetti. Una volta sul posto, puoi anche usare la simulazione di processo per evidenziare i segnali di eventuali parti mancanti.
L’uso di zenon ti aiuta a ottimizzare la simulazione del processo. Puoi passare i driver alla modalità di simulazione, mantenere le variabili su valori storici o animarle su valori statici o in modo dinamico – per esempio sulla base di un soft script PLC, che può simulare anche il comportamento complesso del processo.
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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.
