SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Система WinCC OA – единый центр менеджмента

Решение Siemens, программный продукт WinCC OA, позволяет построить единую систему контроля, к которой могут подключаться все системы предприятия: АСКУЭ, АСУ ТП и пр. Таким образом, создается единая система сбора и обработки всей информации, циркулирующей по сетям предприятия.

OОО «Сименс», г. Москва

Siemens_site.gif

В настоящее время на первый план выходят системы, которые позволяют создать гомогенную систему сбора и обработки различной информации, в том числе и по энергоносителям. Согласитесь, что очень удобно иметь систему, которая может как управлять технологическими процессами, так и собирать данные с различных систем АСКУЭ, локальных систем управления технологическим оборудованием, связываться с ERP-системами и при этом быть легкой и кросс-платформенной, одинаково хорошо работая как на Windows, так и на Linux. Скажете, таких систем не бывает? Встречайте – система WinCC OA.

Систему можно представить себе как ядро, собирающее разрозненную информацию для дальнейшего использования (рис. 1).

Ris_1.png

Рис. 1. Управление разрозненными данными

Если раньше системы сбора энергетических данных ограничивались только АСКУЭ, то сейчас туда добавился также технологический учет, и число энергетических показателей резко возросло. Необходима сквозная интеграция различных уровней, создание специальных порталов по энергоменеджменту.

Условно все можно разделить на несколько уровней (рис. 2):
- сбор данных с контрольно-измерительной аппаратуры;
- уровень АСУ ТП, который в свою очередь все чаще делится на два подуровня – локальные системы управления и системы диспетчеризации (WinCC OA);
- уровень MES – здесь можно выделить либо полноценные MES-системы с возможностями по энергоменеджменту (SIMATIC IT), либо отдельные приложения, специально созданные для этих целей, например SIMATIC Power Management System.

Ris_2.png

Рис. 2. Иерархия АСУ ТП


Уровень контроллеров – полевой уровень (системы АСУ ТП)

Для сбора информации используются различные приборы по учету перемещения всевозможных энергоносителей. Данные с этих приборов поступают либо в контроллеры, либо напрямую через OPC в SCADA-систему, где они архивируются и обрабатываются.

Гомогенность системы, основанной на модульности WinCC OA, позволяет делать это как напрямую, путем сбора данных через специальные менеджеры, отвечающие за соответствующий протокол, так и с помощью специальных боксов, предназначенных только для сбора данных с локальных источников и передачи их дальше, на сервер (рис. 3).

Ris_3.png

Рис. 3. Система сбора локальных данных

Самое интересное то, что на подобном компьютере (или любом другом, аналогичном) может быть установлена операционная система Linux только с компонентами, необходимыми для сбора и передачи данных. Система «атомарная», ее можно разбить на небольшие части, распределить по разным компьютерам, назначив каждому строго определенную задачу. Причем это гораздо шире, чем простая клиент-серверная технология с выделением различных ролей и дополнительных модулей.

Как правило, программное обеспечение, которое отвечает за энергоменеджмент, является отдельным и передает данные, например, по OPC. В WinCC OA создается виртуальное внутренне облако, к которому могут подключаться разные по назначению системы, что позволяет одновременно иметь доступ ко всей распределенной информации.

Ris_4.png

Рис. 4. Система построения отчетности

Краеугольным камнем многих систем является создание отчетов об энергетических данных. Для этого в WinCC OA применяется система отчетности BIRD, построенная на принципе открытого исходного кода для различных приложений, в том числе основанных на Java и Java EE. Отчет при этом может включать информацию из любого количества источников данных. В случае необходимости можно даже писать логику на JavaScript. После подготовки данных их можно представить различными способами. Один набор данных может иметь разные представления.

Мобильность и доступ с любого места – таковы современные требования к системам энергоменеджмента и не только. С этой целью сделаны специальные приложения для мобильных устройств на базе iOS (IPad, iPhone), а также многочисленных устройств на базе Android. Вы можете скачать их в магазине приложений и попробовать. Вы спросите: «Зачем это нужно? Ведь можно сделать то же самое на базе обычного веб-клиента». Все очень просто. Отображение данных на небольших экранах имеет свою специфику. Это учтено в мобильном приложении (рис. 5). Удобные индикаторы, ползунки, тревоги и алармы, графики и многое другое можно настроить без какого-либо программирования. Просто скачайте и попробуйте!

Ris_5.png

Рис. 5. Мобильные приложения

Очень часто нужно собирать данные по протоколу МЭК-61850, например, с различных энергетических подстанций. Раньше для этого применялись отдельные системы. Сейчас это можно сделать с помощью единой гомогенной системы, созданной на базе одного продукта. Это крайне удобно как для анализа данных, так и для проектирования.

Не менее часто стоит задача сбора энергетических данных в единый диспетчерский центр не только с различных систем внутри самого предприятия, но и с географически распределенных объектов. В этом случае система WinCC OA – выбор номер один. Например, в провинции Шаньдун, в Китае, несколько лет назад решили свести более 500 теплостанций в 5 различных городах в единую систему с возможностью последующего подсоединения в будущем еще как минимум 1000 дополнительных теплостанций. Это была достаточно непростая задача, учитывая, что в таких сетях данные, как правило, передаются с перерывами. Но при этом они должны автоматически докачиваться после восстановления связи. Задача осложнялась еще и тем, что необходимо было соединить все показания с геоинформационной системой, что в подобных проектах уже не редкость. Проект был с успехом реализован на базе системы WinCC OA, благодаря чему все данные собираются в единый диспетчерский центр и отправляются в вышестоящую программу для экономических расчетов.

При создании больших диспетчерских центров по энергоменеджменту часто требуется обеспечить резервирование не только на уровне серверов, но и диспетчерского центра целиком. Подобная задача была решена в Испании. Возникла необходимость соединить 7 географически распределенных регионов. В результате внедрения системы WinCC OA данные о различных энергоносителях собираются в диспетчерском центре (рис. 6), более 125 клиентов одновременно подключаются для анализа информации. Центр интегрирован с геоинформационной системой, кол-центром, метеосистемой. Диспетчерский центр зарезервирован, благодаря чему, даже если не только откажет сервер, но произойдет какой-то катаклизм в самом центре, работа будет продолжена в резервном центре.

Ris_6.jpg

Рис. 6. Диспетчерский центр в Испании

Примеров подобных решений уже очень много, что позволяет с успехом выполнять любые задачи по энергоменеджменту.

Прекрасным примером сбора большого потока данных в крупных знаниях являются аэропорты. Здесь можно вспомнить аэропорт в Мумбаи, где реализована система контроля и сбора данных по энергетике с подстанций, трансформаторов, генераторов и пр. Одних только счетчиков электроэнергии интегрировано свыше 3000. Для выставления счетов сделан интерфейс в BMS-системе.

Таким образом, одна система способна заменять многие другие. При этом пользователи легко могут создавать решения со своим ноу-хау и ядром WinCC OA и продавать их на рынке под собственным названием.


Уровень энергетического менеджмента

Как известно, для MES-систем есть различные решения, одно из которых SIMATIC IT. Решение это очень мощное и универсальное, но не каждый может позволить себе его купить. Зачастую требуется внедрение специализированного элемента MES-системы, созданного для энергоменеджмента, – SIMATIC Energy Manager PRO. В случае применения данной системы открывается значительно больше возможностей для анализа энергопотребления. В SIMATIC Energy Manager PRO не только производится учет потребления энергоносителей, но также строятся прогнозы энергопотребления. Причем, в отличие от библиотеки для АСУ ТП – Powerrate, в которой производится краткосрочный прогноз на 15 минут, это уже более глобальные прогнозы, которые позволяют не просто не превышать планку энергопотребления, но и планировать закупки энергоносителей в зависимости от энергопотребления за последние месяцы. Кроме того, полезным дополнением является возможность воспользоваться различными внешними эффектами, убрать или добавить какие-либо участки производства и прочее, после чего посмотреть предсказание энергопотребления.

Ris_7.png

Рис. 7. Планирование энергозатрат в SIMATIC Energy Manager PRO

Для учета различных видов энергоносителей необходим стоимостный центр, в котором прописывается стоимость всех энергоносителей в зависимости от времени, дней недели и праздников. В SIMATIC Energy Manager PRO такой механизм есть, оператор может легко изменить стоимость энергоносителей, после чего все отчеты будут строиться в соответствии с введенными данными. Отчетов можно получить достаточно много: это и отчет о загрузке конкретных единиц оборудования, и отчет с привязкой к batch (партиям, что очень удобно, так как можно отследить «вес» энергопотребления при выпуске конкретных изделий), и диаграммы нагрузок по времени, и, конечно, все основные ключевые экономические показатели.

Поскольку MES – это все-таки система оперативного управления производством, то далее требуется предоставить данные для ERP-систем, например SAP. Такие возможности тоже есть, для этого уже предусмотрены соответствующие интерфейсы, которые позволяют легко интегрироваться с подобными системами.

Ris_8.png

Рис. 8. Соединение с ERP-системами

Удобство работы с системой заключается также в том, что в ней не требуется никакого программирования. Уникальная программная разработка с интуитивно понятным интерфейсом позволяет легко настраивать систему под любое производство, задавать различные KPI, определять энергетические потери в результате утечек и потери, связанные с неэффективным использованием оборудования. Можно даже настраивать формулы в понятном для пользователя виде.

Ris_9.png

Рис. 9. Гибкое представление ключевых показателей

Применение таких современных систем, как WinCC OA, позволяет объединить все системы и создать единый диспетчерский центр как на уровне АСУ ТП, так и для энергоменеджмента.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(65)_2016

OОО «Сименс», г. Москва,
тел.: +7 (495) 737-2441,
e-mail: dfpd.ru@siemens.com,
www.dfpd.siemens.ru