HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNE ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE - HO CIRED 4. (10.) savjetovanje Trogir/Seget Donji, 11. - 14. svibnja 2014. SO3 – 01 Siniša Sekulić, dipl.ing.el. Končar-KET Ivan Periša,dipl.ing.el. HEP-ODS d.o.o. [email protected] [email protected] Alen Varžić,dipl.ing.el. Končar-KET Ivan Krapić,dipl.ing.el. Končar-KET [email protected] [email protected] REVITALIZACIJA SCADA SUSTAVA U HEP ODS-U SAŽETAK Više od trideset godina iskustva KONČAR-a u radu sa sustavima daljinskog vođenja (SDV) rezultiralo je vlastitim SCADA rješenjem u obliku sustava PROZA NET. Zbog zastarjelosti sklopovske i nemogućnosti daljnje kvalitetne nadogradnje programske opreme, HEP ODS je odlučio investirati u revitalizaciju postojećeg SCADA sustava Proza R/F u 6 dispečerskih područja, pri čemu se PROZA NET pokazala kao optimalno rješenje za tu migraciju. U radu će se dati detaljniji osvrt na izazove migracijskog postupka s kojima se integrator (KONČAR-KET) susreo tijekom procesa revitalizacije. Migracija s postojećega na novi SCADA sustav prije svega podrazumijeva komunikacijsku prilagodbu upravljivih objekata u SDV-u. U postojećim sustavima daljinskog vođenja koriste se različiti komunikacijski protokoli - (IEC 60870-5-101, IEC 608705-104, SINDAC, ADLP) koji informaciju prenose do centra po različitim prijenosnim medijima (radio link, tel. parica, optika, i dr.). U prijelaznom periodu procesne informacije pristižu u postojeći SCADA sustav, ali korištenjem programske nadogradnje, istovremeno se nadalje prosljeđuju i prema novom sustavu korištenjem protokola IEC 60870-5-104. Tijekom postupka migracije svi objekti u SDV-u su se komunikacijski postepeno prilagođavali, a kako bi na kraju svakom od njih nadređeni upravljački i nadzorni sustav bila SCADA PROZA NET. Ključne riječi: SCADA, PROZA NET, vođenje pogona, procesne informacije REVITALISATION OF SCADA SYSTEM AT HEP ODS SUMMARY For more than thirty years KONČAR has been gathering experience in remote control systems domain which resulted in its own SCADA solution in form of PROZA NET system. Due to hardware obsolescence and inability for further quality software upgrades, HEP ODS decided to invest in existing SCADA system revitalization in 6 distribution regions. PROZA NET system appeared as an optimal solution for migration task. Paper offers a detailed overview on migration procedure challenges which the integrator (KONČAR-KET) encountered during the revitalization process. Migration from existing to new SCADA system implies, principally, communication adaptation of remotely controllable objects in RCS. Existing remote control systems use different communication protocols (IEC 60870-5-101, IEC 60870-5104, SINDAC, ADLP) which deliver information to the center via different communication mediums (radio, copper pair, optic fiber, etc.). In transition period, information is still being delivered to existing SCADA system, but at the same time, it’s forwarded to new system using software upgrades and communication protocol IEC 60870-5-104. During the migration, all RCS objects have gradually been adjusted so that PROZA NET SCADA could take the role of supervision and control. Key words: SCADA, Proza NET, Process Control, Process Information 1 1. UVOD KONČAR-KET i HEP ODS kreću 2012. godine u revitalizaciju postojećih SCADA sustava u 6 distributivnih područja. Proces revitalizacije podrazumijeva zamjenu sklopovske i programske opreme koja je zbog dotrajalosti u raskoraku sa suvremenim softverskim i hardverskim standardima. HEP ODS aktivno sudjeluje u postavljanju temelja za migraciju kako bi adaptacija dispečera i inženjera na novi sustav trajala što kraće te s ciljem uspješnog obnavljanja svih postojećih funkcija i dodavanja novih. Dispečerski centri Elektre Slavonski Brod i Elektre Šibenik započinju s revitalizacijom, a naknadno se u proces uključuju i dispečerski centri Elektre Bjelovar i Zadar, Elektrojug Dubrovnik i Elektrolika Gospić. Svi dispečerski centri imaju principijelno identičnu sistemsku konfiguraciju novog SCADA sustava. Razlike proizlaze iz broja procesnih informacija koje obrađuju i broja dispečerskih radnih mjesta. Smještaj i logički odnosi između programskih komponenti jednaki su u svim instalacijama. Sve kritične komponente novog SCADA sustava funkcioniraju u redundantnoj konfiguraciji, u kojoj su programski moduli smješteni na parovima poslužitelja pa dispečerska radna mjesta ne obavljaju komunikacijske i druge računalne operacije. 2. SKLOPOVSKA OPREMA SUSTAVA PROZA NET Programske komponente novog SCADA sustava smještene su na poslužiteljima u dualnoj konfiguraciji. Sustav se sastoji od dva aplikacijska poslužitelja s instaliranim funkcijama za komunikaciju s procesom, funkcijom za povezivanje udaljenih informacija sa SCADA procesnim modelom i za provođenje svih potrebnih računskih operacija nad podacima u procesnom modelu. Drugi čvor čini par poslužitelja za upravljanje bazama podataka. Osim navedena dva čvora, koja čine temelj upravljačkog sustava, konfiguraciju upotpunjavaju još po jedan web poslužitelj i jedan poslužitelj za administraciju čitavog sustava. Web poslužitelj omogućuje korisnicima u poslovnoj mreži pristup željenoj filtriranoj i u željenom obliku prezentiranoj procesnoj informaciji. Poslužitelj za održavanje sustava povezan je s uređajem za kreiranje „backup“ kopija kritičnih struktura sustava. APLIKACIJSKI POSLUŽITELJI GPS sustav za sinkronizaciju POSLUŽITELJI BAZA PODATAKA SERVER ZA ODRŽAVANJE SUSTAVA VIDEO ZID WEB SERVER POSLOVNI/PROCESNI LAN WAN MREŽA HEP ODS-A ADLP-80 IEC 60870-5-104 ICCP IEC 60870-5-101 DISPEČERI IZVAN LAN MREŽE DALJINSKE STANICE PO OBJEKTIMA SUSTAVI POSLOVNIH PARTNERA RADNE STANICE DISPEČERI, SISTEM INŽENJER Slika 1. Hardverska konfiguracija novog SCADA sustava 2 Poslužitelji su generacije Intel Xeon s 8-jezgrenim 2.4 GHz procesorom i raspoloživih 8 GB radne memorije. Redundanciju na komunikacijskoj razini osiguravaju 2 uparene mrežne kartice povezane s uparenim prospojnicima („switch“). Sustav PROZA NET povezan je u prvoj fazi migracije sa sustavom Proza R/F u okviru iste procesne mreže. Novi sustav prikuplja procesnu informaciju u direktnoj komunikaciji s udaljenim objektima (tamo gdje to oprema instalirana u postrojenju omogućuje) ili posredno, putem starog SCADA sustava. Obzirom da se u postojećim sustavima daljinskog vođenja koristi oprema raznih proizvođača, a time i različiti komunikacijski protokoli (IEC 60870-5-101, IEC 608705-104, ADLP-80), migracija podrazumijeva prijelazni period u kojem sustavi rade paralelno. 3. PROGRAMSKA OPREMA NOVOG SUSTAVA Sustav PROZA NET sastoji se od nekoliko komponenti smještenih na aplikacijskim poslužiteljima i poslužiteljima baza podataka. Na slici 2 prikazani su logički odnosi između komponenti. Na aplikacijskom poslužitelju nalazi se modul FEP (Front End Processor) Master, nadležan za komunikaciju s udaljenim objektima. Informacije koje prikupi iz postrojenja prosljeđuje modulu Process Server koji ih pridjeljuje točkama u procesnom modelu. U sustavu se još nalaze PmBlock Server (modul za provođenje računskih operacija nad podacima u procesnom modelu) i WhatsUp Server – modul nadležan za nadzor svih ostalih programskih komponenti (provjera statusa i uloga modula, stanja baza podataka, prisutnost korisnika u sustavu, itd.) WhatsUp Server Process Server TCP port: 10160 TCP port: 7077 PmBlock Server Aplikacijski poslužitelj Archive Server SQL Server TCP port: 9099 TCP port: 1433 TCP port: 10200 DB poslužitelj FEP Master TCP port: 10100 IEC 60870-5-104 Postrojenje Slika 2. Smještaj programskih modula Na poslužitelju baza podataka instaliran je MS SQL Server koji upravlja sa dvjema bazama podataka: ProcessModel (realno vrijeme) Archive (povijesna) U ovim su bazama opisane procesne informacije i očuvana je povijest analognih, digitalnih veličina i brojila. Evidentirani su i svi događaji zabilježeni u sistemskim listama. 3 4. PROCES MIGRACIJE Budući da se programski alati starog i novog sustava razlikuju u principima inženjeringa, prilagodba starog procesnog modela novim okvirima morala je proći kroz nekoliko faza. U osnovi oba sustava obavljaju iste funkcije – prezentacija procesnih indikacija, analognih veličina i listi alarma te mogućnost upravljanja. Stari SCADA sustav koristi operativni sustav QNX kao podlogu, dok temelj novog čini operativni sustav Windows Server 2008 (i na radnim stanicama Windows 7). Baza podataka starog sustava također se razlikuje u odnosu na novu bazu (MS SQL Server), a time i strukture koje opisuju procesni i komunikacijski model. Opis procesne informacije u starom sustavu bio je podložan ograničenjima kojih u novom sustavu nema ili su na drugi način definirana (broj znakova koji opisuju pojedinu procesnu točku, tekstovi u listama događaja, mrežna topologija i pravila njenog funkcioniranja, itd.). KONČAR-KET je u suradnji s HEP ODS-om definirao pravila konverzije starog modela u novi kako bi se na temelju toga mogla kreirati nova baza podataka. Informacija koja je u listama starog sustava bila opisana pomoću dva stupca, u novom je sustavu prezentirana pomoću više atributa pa su liste preglednije i mogu se jednostavnije filtrirati (slika 3). Slika 3. Primjer zapisa u listi U prvoj fazi bilo je potrebno kreirati procesne točke u novoj bazi i pridijeliti im adrese propisane protokolom IEC 60870-5-104. Kako je već spomenuto, komunikacija udaljenih objekata sa starim sustavom izvedena je korištenjem različitih komunikacijskih protokola i putem različitih fizičkih medija. Novi sustav u prvoj fazi prikuplja sve informacije posredno putem starog sustava koji vrši ulogu komunikacijskog koncentratora i sve informacije primljene iz procesa prosljeđuje novom sustavu po protokolu IEC 60870-5-104. Pritom se koriste određena pravila za konverziju adresnih mapa. Dispečeri u ovakvom okruženju mogu pratiti mrežne procese paralelno na starom i novom sustavu. Za provjeru ispravnosti nove baze koriste se alati kojima se može simulirati promjena svake procesne informacije koja je potom registrirana u starom i odmah zatim u novom sustavu, a nalozi za upravljanje evidentirani su u listama događaja oba sustava. U sljedećem koraku migracije udaljeni objekti se postepeno prebacuju direktno na novi sustav (uz eventualne hardverske i softverske prilagodbe opreme u postrojenju), a komunikacija sa starim sustavom se prekida. Postrojenja čija je revitalizacija iz bilo kojeg razloga odgođena, povezana su i dalje sa sustavom Proza R/F koji do eventualnih izmjena vrši samo ulogu komunikacijskog koncentratora. Sve funkcije vođenja elektroenergetskog sustava provode se samo na novom sustavu. Metoda simulacije procesnih podataka Za simulaciju se koristi aktualna baza iz starog SCADA sustava koja se nalazi na Windows računalu i spremljena u EXCEL datoteku. Simulacija se izvodi tako da se na zahtjev korisnika generira poruka za zadani podatak(iz tablice) i automatski usmjeruje na obradu u postojeći SCADA sustav (Proza R/F računalo), koje onda prosljeđuje podatke u novi SCADA sustav (PROZA NET). Na taj način, simulirani podatak se istovremeno prikazuje na jednopolnim prikazima i listama kako u postojećem tako i u novom SCADA sustavu, te ulazi u izvještaje i izračune, a po potrebi uzrokuje alarmne reakcije. Usporedbom informacija, obrada i sl. ispituje se upisana baza podataka u novom SCADA sustavu, odnosno ispituje se kvaliteta i valjanost svih procesnih elemenata sustava - indikacije, mjerenja, brojila. 4 5. PROŠIRENJE FUNKCIJA HMI SUČELJA Dispečeri putem HMI sučelja na radnim stanicama obavljaju sve radnje potrebne za uredno vođenje mreže. Na ekranskim prikazima 35 kV mreže (slika 4) vidljiva su uklopna stanja svih aparata i omogućeno je upravljanje. Funkcija dinamičkog bojanja mreže pruža uvid u naponska stanja opreme svih dijelova mreže. Poveznice na prikazima omogućuju jednostavno kretanje po cijelom vizualnom i mrežnom modelu. Slika 4. Pregled 35 kV mreže Ekranski prikazi nisu nužno fiksne veličine pa se dijelovi mreže mogu uvećavati kako bi se mogle vidjeti detaljnije informacije. Procesne indikacije i mjerenja vidljiva na ekranskim prikazima mogu se detaljnije analizirati putem trendova i povijesnih grafova (slika 5), a liste se jednostavno mogu filtrirati kako bi se prikazale samo informacije iz određene kategorije (zaštita, sklopna automatika, opća signalizacija). Osim standardnih upravljačkih funkcija koje se koriste u upravljivim segmentima mreže, mogu se koristiti i funkcije označavanja s ciljem vizualnog isticanja pogonskih problema i sprečavanja pogrešnog rukovanja opremom (slika 5). 5 Slika 5. HMI funkcije 6. ZAKLJUČAK Projekt revitalizacije cjelokupne sklopovske i programske podrške SCADA sustava u HEP ODS-u iniciran je nizom čimbenika: zbog dotrajalosti postojeće (QNX operacioni sustav), postupnog prestajanja tehnološke podrške; upravljačkih programa za nove inačice komponenata sklopovske opreme na QNX platformi, ali i zbog samih funkcionalnosti koje donosi nova inačica SCADA programske podrške. Novi SCADA sustav se odlikuje visokim performansama i modularnom arhitekturom, te podržava visoki stupanj integracije s vanjskim sustavima. Također, nove funkcionalnosti omogućuju kvalitetniji rad SCADA sustava s još višom razinom raspoloživosti i sigurnosti. Ovim projektom proveden postupak migracije sa starog na novi sustav ima niz prednosti: nema prekida nadzora elektrodistribucijskog sustava, nema izmjena na samim nadziranim objektima, ispitivanje vidljivosti svih podataka iz svih objekata u novom centru, uhodavanje u radu sa novim SCADA sučeljem/sustavom i ušteda, skraćenje prijelaznog perioda: ispitivanje baze novog sustava metodom simulacije. Intenzivnom suradnjom stručnjaka Končar KET-a i HEP ODS-a pri implementaciji SCADA sustava učinjene su i dodatne prilagodbe sustava čime je isti postao u potpunosti prilagođen korisniku sustava u svim aspektima i specifičnostima njegova korištenja. Stoga novi SCADA sustav PROZA NET u ovom 6 trenutku predstavlja prvi kompletan sustav ove vrste u HEP ODS-u, čime je nastavljena tradicija korištenja hrvatske sofisticirane opreme započeta još 1995 godine. 7. [1] LITERATURA Končar-KET d.d.: „Revitalizacija SCADA sustava u Elektri Sl. brod i Šibenik - E01-SB-201 Tehnicki opis sustava“, 2012. 7
© Copyright 2024 Paperzz
