Najnowocześniejszy system sterowania miejskimi dostawami energii z zenon - bezpieczne zasilanie dzięki IIoT

Jedną z podstawowych potrzeb ludzi w krajach uprzemysłowionych jest dostęp do energii elektrycznej w dowolnym miejscu oraz w dowolnym momencie. Potrzeba ta jest wszechobecna, a niezawodność dostaw oznacza, że energię tę łatwo uznać za coś oczywistego. Konsumenci mogą być zaskoczeni, gdy dowiedzą się o nietypowych zasobach stojących za tego rodzaju usługami.

Energia ze źródeł odnawialnych

Mieszkańcy Feldkirch – najbardziej wysuniętego na zachód miasta Austrii – liczą na miejski zakład energetyczny Stadtwerke Feldkirch w zakresie dostarczania wysokiej jakości wody pitnej, mobilności w mieście, niezawodnego i szybkiego Internetu oraz najnowocześniejszych instalacji elektrycznych. Od 1906 r. to przedsiębiorstwo użyteczności publicznej odgrywa ważną rolę w generowaniu energii z odnawialnych źródeł oraz zaopatrywaniu miasta w czystą energię. Obsługuje ono trzy elektrownie rzeczne i dwie elektrownie napędzane wodą ze zbiorników podwyższonych (niem. Trinkwasserkraftwerk), a także kilka instalacji wykorzystujących biomasę oraz fotowoltaikę. Jest podłączone do ponadregionalnej sieci wysokiego napięcia za pośrednictwem dwóch podstacji. Dzięki rozległej sieci średniego i niskiego napięcia zaopatruje w energię elektryczną gospodarstwa domowe oraz firmy.

Bezpieczeństwo i wygoda dostaw

Stadtwerke Feldkirch odnotowuje mniej niż jedną minutę przerwy w dostawie prądu rocznie. Dzięki swoim elektrowniom generuje około 60 milionów kWh rocznie. W ten sposób zaspokaja znaczną część zużycia energii w Feldkirch. Nawet w przypadku ogólnokrajowej awarii sieci elektrownie mogą utrzymać awaryjne zasilanie w trybie izolowanym. Zakład jest zatem w stanie zapewnić sprawne dostawy wody pitnej nawet w przypadku ogólnoeuropejskiej awarii zasilania.

Standaryzacja z oprogramowaniem ZENON

 

Fot. 1. Elektrownie Stadtwerke Feldkirch dostarczają energię elektryczną do wszystkich gospodarstw domowych w Feldkirch (fot. Stadtwerke Feldkirch, Dietmar Walser)

Elektrownie są połączone za pośrednictwem scentralizowanego systemu sterowania procesami, który od 2012 r. jest zainstalowany na serwerze wirtualnym. Dostęp do niego można uzyskać z centrum sterowania w centrum operacyjnym Stadtwerke Feldkirch, a dla upoważnionych pracowników – z dowolnego stanowiska komputerowego w firmie lub zdalnie, za pośrednictwem połączenia VPN.

Jeszcze do niedawna do obsługi centrum sterowania wykorzystywano oprogramowanie SICAM 230 – to samo, które stosowano w elektrowni wodnej Hochwuhr, od momentu jej uruchomienia w 2003 r. Kilka lat temu system SICAM 230 został jednak wycofany z produkcji. Wtedy uznano, że będzie miało sens firmowe przejście na zenon, ponieważ rdzeniem oprogramowania SICAM 230 jest zenon Software Platform firmy COPA-DATA.

Migracja oprogramowania w rekordowym czasie

Inżynierowie Stadtwerke Feldkirch byli więc zaznajomieni ze środowiskiem inżynieryjnym SICAM 230. W połączeniu z opcją korzystania ze niezmodyfikowanych starszych skryptów umożliwiło to firmie przeprowadzenie migracji oprogramowania w minimalnym czasie przy użyciu wyłącznie doświadczenia własnych pracowników.

"Wliczając wszystkie symulacje i testy, na migrację do oprogramowania zenon wystarczyło około dwóch tygodni działań dwóch pracowników", wyjaśnia Bernhard Koch, kierownik działu inżynierii sterowania procesami w Stadtwerke Feldkirch. "Szybkie oraz profesjonalne wsparcie, jakie zapewniła COPA-DATA, bez barier językowych, było bardzo pomocne".

Obsługa techniczna niezależna od lokalizacji

 

Fot. 2. Oprogramowanie zenon wspiera Stadtwerke Feldkirch w zapewnieniu bardziej niezawodnej, sprawnej i efektywnej pracy elektrowni

Dział inżynierii procesowej opracował kilka lat temu aplikację na smartfony, aby umożliwić mobilny dostęp do danych sprzętu oraz instalacji. Zapewnia to personelowi elastyczną i niezależną od lokalizacji pracę podczas wykonywania czynności serwisowych na sprzęcie. W tym celu dane są przesyłane na zewnętrzny serwer za pomocą programu opracowanego wewnętrznie.

"Kolega, który stworzył aplikację, miał rozległą wiedzę programistyczną. Kiedy jednak odszedł z firmy, zauważyliśmy, że sytuacja stała się dla nas niekorzystna", wspomina Bernhard Koch. "Dlatego zaczęliśmy szukać dostępnej na rynku alternatywy, która byłaby profesjonalnie utrzymywana przez producenta".

Wzmocnienie odporności dzięki ZENON IIoT

Przedsiębiorstwo energetyczne wzmocniło swoją pozycję dzięki usługom zenon IIoT Services. Oparte na chmurze rozwiązanie umożliwia inteligentnym maszynom i urządzeniom łatwą oraz bezpieczną wymianę danych za pośrednictwem Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT). Software-as-a-Service (SaaS) to funkcjonalne rozszerzenie zenon. Jego komponenty zaprojektowano od podstaw, z myślą o zintegrowanej i sieciowej konfiguracji pod kątem użytkowania. Wszystkie są połączone za pośrednictwem centralnego Service Hub. Jako węzeł komunikacyjny kontroluje on kompleksową wymianę danych między wszystkimi punktami sieciowymi i końcowymi. Służy również jako połączenie między poziomem lokalnym a chmurą. Cała komunikacja jest szyfrowana przy użyciu danych logowania oraz certyfikatu cyfrowego. Oznacza to, że informacje mogą być bezpiecznie przesyłane przez sieci publiczne. Po stronie systemu nie trzeba aktywować żadnych portów do transmisji danych (nie bez powodu działy IT często nie chcą tego robić).

Parametryzacja zapewnia niezależność

Stadtwerke Feldkirch wykorzystało open-source’ową platformę IoT ThingsBoard do stworzenia interfejsu użytkownika opartego na chmurze. Został on połączony z usługami zenon IIoT Services zainstalowanymi na wewnętrznym serwerze wirtualnym za pośrednictwem API (interfejsu programowania aplikacji) REST (Representational State Transfer). Informacje są udostępniane za pośrednictwem interfejsu API aplikacji przeglądarkowej dostępnej dla klientów Stadtwerke, dzięki czemu mogą oni uzyskać dostęp do informacji o zużyciu energii elektrycznej przez Internet.

 

Fot. 3. Stadtwerke Feldkirch przeprowadziło migrację oprogramowania z SICAM 230 do zenon w minimalnym czasie, korzystając wyłącznie z doświadczenia własnych pracowników

Pracownicy Stadtwerke korzystają z własnej aplikacji mobilnej. Pozwala im to na bezpieczny dostęp do danych, gdy są akurat w podróży, i szybkie podejmowanie decyzji dotyczących tego, czy należy interweniować na miejscu. W rezultacie personel może być efektywnie delegowany do działań serwisowych.

Podobnie jak w przypadku zenon, konfiguracja usług IIoT nie wymaga żadnej wiedzy programistycznej. Inżynieria odbywa się wyłącznie poprzez parametryzację. Pracownicy Stadtwerke opracowali to wszechstronne rozwiązanie w zaledwie tydzień, aby umożliwić sobie pracę z domu podczas pandemii COVID-19.

"Dobrze móc polegać na systemie, który jest stale utrzymywany i aktualizowany przez producenta", mówi Bernhard Koch. "W przypadku modyfikacji lub ulepszeń, zasada zenon »parametryzacja zamiast programowania« sprawia, że stajemy się mniej zależni od dostępności wysoko wykwalifikowanych programistów".

inż. Peter Kemptner
www.kemptner.com

COPA-DATA Polska
www.copadata.com