Zustandsorientierte Instandhaltung Modellierung von Monitoringdaten für Betriebsmittel in Schaltanlagen

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1 Zustandsorientierte Instandhaltung Modellierung von Monitoringdaten für Betriebsmittel in Schaltanlagen Henry Dawidczak, Siemens AG, Nürnberg, Deutschland Andrea Schröder, FGH e.v., Mannheim, Deutschland Kurzfassung Die IEC stellt die Basis für neue Kommunikationsstrukturen von Monitoring- und Automatisierungsystemen in Schaltanlagen. Notwendig ist es, ein Modell für Monitoringdaten basierend auf den Regeln der Norm IEC61850 zu erarbeiten. Der Arbeitskreis Kommunikationsstandard für Monitoringdaten hat dazu einen Vorschlag beim Komitee K952 im DKE eingereicht. Basierend auf der IEC und der Normerweiterung für Monitoringdaten wird innerhalb des EU- Forschungsprojektes ScadaOnWeb eine Ontologie für Monitoringdaten definiert. Mittels dieser Ontologie steht erstmals eine computerverständliche Beschreibung für technische Anwendungen zur Verfügung. Die Prototyp- Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung verwendet diese Ontologie und ermöglicht ein Daten- Monitoring von Transformatoren, Leistungsschaltern und Kurzschlussstromanzeigern sowie das dafür nötige E- vent-handling. 1. Zustandsorientierte Instandhaltung und Bewertung der Betriebsmittel Die Instandhaltung hat die Aufgabe, die Betriebsfähigkeit der Betriebsmittel über die gesamte Lebensdauer sicherzustellen. Dabei sind ständig Anpassungen der Instandhaltungsstrategien notwendig. Solche Veränderungen ergeben sich zum jetzigen Zeitpunkt aus den neuen Bedingungen nach der Liberalisierung des Energiemarktes und dem damit verbundenen zunehmenden wirtschaftlichen Druck nach dem effektivsten Einsatz der Ressourcen. Immer mehr wird versucht, von zyklischen Instandhaltungsstrategien zu zustandsorientierten Strategien überzugehen (Condition Based Maintenance). Teilweise wird die Möglichkeit diskutiert, punktuell risikobasierte Instandhaltung durchzuführen (Reliability Centered Maintenance). Dabei wird bewusst das Risiko einer signifikanten Verschlechterung des Zustandes der betreffenden Betriebsmittel in Kauf genommen. Es wird der Einsparungseffekt dem möglichen Schaden im Störfall gegenübergestellt. Die Reliability-Centered-Maintenance-Methodik bietet unter diesen Voraussetzungen eine Systematik zur Auswahl einer zum gesenkten Budget passenden Instandhaltungssequenz mit minimiertem Risiko bezüglich der Verschlechterung der Versorgungszuverlässigkeit. Voraussetzung für neue Instandhaltungsstrategien ist eine Bedeutungsanalyse aller Betriebsmittel und eine ständige Überwachung des Funktionszustandes wichtiger Betriebsmittel. Die Überwachung der Betriebsmittel kann kontinuierlich online mit Monitoringsystemen oder offline durch periodische Inspektionen und Diagnosen erreicht werden. 2. Monitoringdaten für Zustandsbewertungen und Instandhaltungsentscheidungen Monitoringdaten, also online erfasste Mess- und Zustandsgrößen der Betriebsmittel besitzen Vorteile gegenüber offline gesammelten Daten: Aktualität der Datenerfassung. Monitoringdaten werden in Echtzeit, d.h. ereignisgesteuert oder periodisch erfasst. Die Daten repräsentieren den momentanen Zustand des Objektes. Mit Hilfe eines Archivs kann eine lückenlose Historie erstellt werden, die zu statistischen Auswertungen genutzt werden kann. Automatische Erfassung der Daten ohne zusätzlichen Personalaufwand und ohne das Risiko einer Fehlbedienung und dem damit verbundenen Verlust der Daten. Fernüberwachung der Betriebsmittel. Die Daten können zentral gesammelt und archiviert werden.

2 Es gibt unterschiedliche Datenarten, die Monitoringsysteme erfassen, verarbeiten, archivieren und weitergeben. Diese Daten sind einmal periodisch erfasste Messgrößen (z.b. elektrische, mechanische, thermische, andere physikalische Messgrößen, die Eigenschaften des Messobjektes charakterisieren). Sie werden in Roh- und in weiterverarbeiteter Form archiviert und übertragen. Zum anderen sind Monitoringdaten direkt erfasste Statusinformationen. Eine besondere Gruppe sind Alarme, Warnungen, Zustandsmeldungen. Sie sind oft Ergebnis von mathematischen Modellen der Prozesse, Grenzwertüberwachungen der Messgrößen oder logischer Verknüpfungen. Allen diesen Informationen gemeinsam ist aber, dass nur durch die Kenntnis der Semantik und der Syntax der Information ihre Verwendung möglich ist. Diese Semantik und Syntax wird durch die Definition eines einheitlichen Datenmodells definiert oder sie muss immer mit den Daten zusammen übertragen werden. Eine moderne Möglichkeit, Monitoringdaten zu den Auswerteorten (z.b. Abteilungen der Instandhaltungsplanung) zu übertragen, bietet das Internet. In der letzten Zeit gibt es Bestrebungen, das Web zum semantischen Web zu entwickeln, d.h. Informationen gemeinsam mit ihrer Semantik über das Internet zu übertragen [1]. Einen Beitrag dazu leistet das im Kapitel 7 vorgestellte Projekt ScadaOnWeb [2]. Die innerhalb des Projekts erstellte Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung verwendet eine semantische Datenbeschreibung, die sich auf die Modellierung von logischen Schnittstellen für Monitoringfunktionen basierend auf IEC gründet. Die Datenmodellierung wurde durch den Arbeitskreis Kommunikationsstandard für Monitoringdaten bestehend aus Mitgliedern von Herstellern, einem Netzbetreiber und der FGH erarbeitet[3]. Normung der Kommunikationsprotokolle sondern auch die Definition des Datenmodells. Wichtig ist es hervorzuheben, dass damit nicht die einzelnen Monitoringfunktionen, und damit das interne Know-how der Hersteller vereinheitlicht werden soll. Vielmehr sollen die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, dass die angeschlossenen Geräte und Systeme die gleiche Syntax und Semantik für die Übertragung von Daten nutzen. Die neue Normenreihe IEC61850 wird für die Zukunft diesen Anforderungen entsprechen, indem sie eine einheitliche Basis für die Kommunikation und das Engineering der Schnittstellen aller Funktionen einer Schaltanlage und damit auch des Monitorings darstellt [4]. 4. Hauptmerkmale des Datenmodells der Norm IEC Der Standard IEC basiert auf einem gemeinsamen Anwendungsmodell von Automatisierungsfunktionen in Schaltanlagen [5-6]. Er definiert logische Standardschnittstellen, so genannte Logical Nodes (LN, logische Knoten), über die Daten ausgetauscht werden. Logical bezeichnet, dass die Schnittstelle nicht physisch, sondern konzeptionell verstanden wird. Abbildung 1 zeigt die Schnittstelle für Eingabedaten, Ausgabedaten und Konfigurationsdaten einer allgemeinen Funktion. Eine Funktion kommuniziert mit einer anderen Funktion durch ihren logischen Knoten. So können Strukturen für Geräte und Systeme aufgebaut werden. Aber Funktionen sind weiterhin herstellerspezifisch. Nur der Datenaustausch wird standardisiert. 3. Zielstellung der Modellierung von Monitoringdaten Eine Aufgabe der Datenmodellierung ist es, die Möglichkeiten der Interoperabilität zu gewährleisten. Die Eigenschaft der Interoperabilität ist das Zusammenfunktionieren von Schutz-, Leitsystem- und Monitoringsystemen unterschiedlicher Hersteller auf Basis genormter Schnittstellen. Damit wird dem Anwender die Freiheit gegeben, für seine Schaltanlage eine optimale Anlagenkonfiguration zu realisieren. Grundlage für den Datenaustausch und die Interoperabilität für Monitoringfunktionen ist die Standardisierung der Schnittstellen. Das beinhaltet nicht nur die Abbildung 1: Logischer Knoten - Schnittstelle über die Funktionen Daten austauschen Es sind etwa 90 unterschiedliche logische Knoten genormt. Diese genormten Knoten sind in 13 Gruppen eingeteilt. Der erste Buchstabe des Namens der logischen Knoten gibt die Gruppe an (Beispiele):

3 P - LN-Gruppe für Schutz (Protection) C - LN-Gruppe für Steuerung (Control) M - LN-Gruppe für Messung (Measurement) S - LN für Sensoren und Monitoring X - LN für Schaltgeräte Dem entsprechend ist die Bedeutung der folgenden LN (Beispiele): PDIS - Distance Protection CSWI - Switch Controller (Schaltersteuerung) XCBR - Circiut Breaker (Leistungsschalter). IEC normt auch die zwischen Funktionen ausgetauschten Daten. Jedes Datum hat einen eindeutigen Namen. Zum Beispiel werden die vom logischen Knoten CSWI definierten Daten in Abbildung 2 angegeben. Um die hierarchische Struktur der Daten zu zeigen, wurde das Layout des Windows Explorers verwendet. Abbildung 3: Beispiel für Logische Geräte und Logische Knoten Mit der Modellierung der logischen Knoten in IEDs kann ein wichtiger Vorteil der Norm erreicht werden: die Interoperabilität. Darunter versteht man die Fähigkeit von zwei oder mehreren Geräten desselben oder unterschiedlicher Hersteller, Informationen auszutauschen und diese Information für eine korrekte Zusammenarbeit zu verwenden. Damit ist es nicht mehr notwendig, Gateways zwischen den Geräten in einer Schaltanlage einzusetzen. Es sind Regeln in den Standard IEC61850 aufgenommen, die es erlauben, sowohl neue logische Knoten als auch neue Arten von Datenobjekten hinzuzufügen. 5. Modellierung von Monitoringdaten für Hochspannungsschalter und Transformatoren Abbildung 2: Daten eines Logischen Knotens Jedem Datum wiederum ist eine allgemeine Datenklasse (CDC - Common Data Class) zugeordnet, die die innere Struktur des Datums mit den Attributen kennzeichnet. So ist das im Beispiel angegebene Datenobjekt CSWI.Pos von der Datenklasse DPC (double point controllable Doppelbit Info steuerbar) und besitzt unter anderem einen Status für die Rückmeldung der Schalterstellung. Logische Knoten, die sich auf eine bestimmte Aufgabe beziehen, werden in einem intelligenten elektronischen Gerät (intelligent electronic device, IED) zusammengefasst. Abbildung 3 zeigt beispielhaft drei IEDs und ihre korrespondierenden logischen Knoten. Daten werden zwischen CSWI und XCBR ausgetauscht, so dass der Leistungsschalter gesteuert werden kann. Eine Analyse der derzeitigen Dokumente der IEC zeigt, dass die Belange des Monitorings von Betriebsmitteln nur teilweise erfüllt werden. Aus diesem Grund hat sich ein Arbeitskreis aus Mitgliedern von Herstellern, einem Forschungsinstitut und einem Netzbetreiber mit dem Ziel gegründet, einen Vorschlag für die Modellierung von Schnittstellen für Monitoringfunktionen für Schaltgeräte und Transformatoren in Schaltanlagen als Normerweiterung zur IEC zu erarbeiten. Dieser Vorschlag ist beim DKE - Komitee K952 eingereicht worden. Ausgangspunkt des Vorschlages zur Modellierung waren die zum gegenwärtigen Zeitpunkt gegebenen, sowie die erwarteten technischen Messgrößen, die in einem solchen Monitoringsystem erfasst werden können. Das zu überwachende Objekt wurde in Hauptkomponenten aufgeteilt. Es fand ein Vergleich der schon im Standard IEC61850 Teil 7-4 vorhandenen Messgrößen statt. Messgrößen, welche nicht in der Norm IEC61850 Teil 7-4 modelliert waren, wurden in vorhandene LN oder in neu definierte LN einsortiert. Die neu definierten logischen Knoten wurden entsprechend den Regeln der IEC modelliert. Das

4 heißt: die Namen der LN selbst, der Datenobjekte mit ihren Namen und Attributtypen entsprechen den Konventionen der Norm. Abbildung 4 zeigt schematisch die Logischen Knoten für Leistungstransformatoren: LN SPTR (Monitoring Leistungstransformator) LN SAMC (Monitoring Umgebungsbedingungen) LN SBSH (Monitoring Durchführungen) LN SIML (Monitoring flüssige Isolationsmedien) LN SIMG (Monitoring gasförmige Isolationsmedien). LN SSWD (Monitoring Schaltgeräte) LN SARC (Monitoring von Lichtbögen) LN SPDC (Monitoring von Teilentladungen). Für Schalter sind folgende bereits vorhandenen LN relevant: LN XCBR (Leistungsschalter) LN XSWI (Trenner) Sie modellieren die Schalter selbst. XCBR steht für den LN des Leistungsschalters. XSWI wird für Trennschalter und Erder genutzt. 6. Mögliche Kommunikationsstrukturen in zukünftigen Automatisierungslösungen in Schaltanlagen nach IEC61850 Auf Basis genormter Schnittstellen für Monitoringsysteme können zukünftig neue Strukturen der Kommunikation entstehen. Dabei sind Synergien erreichbar, die sowohl Investitions- und auch Betriebskosten senken. Abbildung 4: Logische Knoten Trafomonitoring Für Leistungstransformatoren sind folgende schon in der IEC61850 vorhandenen LN relevant: LN YPTR (Transformator) LN ZBSH (Durchführung) LN CCGR (Kühlgruppe). Mit ihnen werden der Transformator, die Durchführung und die Kühlgruppe selbst modelliert. In Abbildung 5 wird die vorgeschlagene Modellierung von Messgrößen für das Schaltermonitoring gezeigt. Monitoringsysteme für Transformatoren und Hochspannungsschalter werden in Umspannwerken eingesetzt, in denen meist auch digitale Leit- und Schutztechnik vorhanden ist. Hier sollte man auf die einmal erfassten Messgrößen mit den Möglichkeiten der Kommunikation mehrfach zugreifen können. Zum Beispiel wird für die Überwachung des Zustandes der kapazitiven Durchführung beim Leistungstransformator eine Vergleichsspannung benötigt, die durch die Leittechnik im Feld schon gemessen wird. Es wäre nicht nötig, diese noch einmal zu erfassen. Besser ist eine Datenübertragung zwischen den entsprechenden intelligenten Feldgeräten der Leittechnik und des Monitoringsystems. Die Voraussetzungen einer Interoperabilität zwischen Funktionen des Monitorings sowie der Schutz- und Leittechnik ist durch die vorgeschlagene Normierung der Messgrößen in der IEC61850 gegeben. Das betrifft sowohl die Geräte und Systeme eines Herstellers als auch unterschiedlicher Hersteller. Abbildung 5: Logische Knoten Schaltermonitoring Folgende Logische Knoten und ihre entsprechenden Daten wurden für das Schaltermonitoring modelliert: LN SDRV (Monitoring Antriebe) Auch die Kommunikation zwischen der Betriebsebene Station und der übergeordneten Netzleitebene bzw. der Ebene der Unternehmensführung / Asset Management kann durch eine standardisierte Datenübertragung vereinfacht werden. So können für die überwachten Betriebsmittel (z.b. Leistungstransformatoren, Hochspannungsschalter) die Betriebszustände und weitere Messgrößen mit der gleichen Semantik übertragen werden. Auswertenden Applikationen, z.b. Betriebsmittelinformationssystemen (BIS) wird die Nutzung erleichtert.

5 Abbildung 6 stellt die prinzipielle Struktur einer zukünftigen Kommunikationslandschaft auf Basis IEC61850 dar. Alle Kommunikationswege innerhalb der Station (Stationsbus, Prozessbus) basieren auf IEC Außerhalb der Station könnte zukünftig auch auf Standardwegen kommuniziert werden (z.b. Kommunikation zur Netzleitebene Distributed Management System DMS/ Energy Management System EMS). Selbst das Remote Monitoring der Betriebsmittel ist z.b. über das Internet einfach zu realisieren. Verminderung der Variantenvielfalt und Kostensenkung von Monitoringsystemen durch die Anwendung standardisierter Kommunikation und einer gemeinsamer Datenbasis. Durch die Übertragung von Monitoring- und Zustandsdaten zum Asset Management wird die bedeutungsoptimierte und zustandsorientierte Instandhaltung ermöglicht. Einheitliche Zustandsbewertung der verschiedenen Betriebsmittel ist durch die Verbindung mit einer gemeinsamen Datenbasis und einheitlichen Datenformaten vergleichbar. Verbesserung der Usability bei der Anwendung von Monitoringsystemen und Senkung des Einarbeitungs- und Schulungsaufwandes der Anwender. 7. Das Projekt ScadaOnWeb Abbildung 6: Kommunikationsstruktur mit IEC61850 Zusammenfassend können folgende Vorteile eines durchgängigen Monitorings auf Basis IEC61850 herausgestellt werden: Monitoringsysteme können die vorhandenen IEC Kommunikationsverbindungen der eingesetzten Leit- und Schutztechnik nutzen. Damit sind keine Zusatzaufwendungen für die Kommunikation notwendig und es werden Kosten eingespart. Einmal erfasste Prozessdaten können über die Kommunikation nach IEC ausgetauscht und mehrfach verwendet werden. Damit werden Datenerfassungssysteme und Visualisierungsmittel der Monitoringdaten eingespart. Unabhängigkeit von Kommunikationstechnologie und damit offen für neue technische Entwicklungen der Kommunikationstechnologie. Durch die Interoperabilität der Monitoringsysteme sind flexible Systemarchitekturen möglich. Monitoringsysteme können in Automatisierungssysteme nach IEC anderer Hersteller integriert werden und mit ihnen kommunizieren. Einfache und einheitliche Verwendung neuer IT- Lösungen für Remote Monitoring. Ziel des ScadaOnWeb Projektes ist es, für webbasierte Scada Anwendungen eine neue Technologie bereitzustellen, die es ermöglicht, umfangreiche technische Daten mittels eines neuen Web-Datentyps effizient und schnell zu handhaben. Dieser Scada-Web- Datentyp, der nicht allein Messdaten sondern auch ihre Semantik beschreibt, ist universell für Scada Anwendungen einsetzbar, hat ein menschen- und computerverständliches Format und eröffnet viele neue Möglichkeiten des dezentralen Informationszugangs. Zudem steht mit der ScadaOnWeb-Technologie eine einheitliche Lösung für Scada-Systeme zur Verfügung, was die Wartbarkeit erleichtert und die Gesamtkosten senkt. Als Anwendungsbeispiel der ScadaOnWeb Technologie wird nachfolgend die Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung beschrieben. Sie basiert auf einer semantischen Beschreibung (Ontologie) der in der IEC Teil 7-4 enthaltenen und im Arbeitskreis Kommunikationsstandard für Monitoringdaten erarbeiteten Messdaten für Transformatoren, Leistungsschalter und Kurzschlussstromanzeiger in Schaltstationen Technologie Die Prozessüberwachung und -steuerung umfasst große Mengen numerischer Daten, die in geordneter Struktur vorliegen. Um eine effiziente Bearbeitung dieser Daten zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, diese geordnete Struktur zu erhalten. Des weiteren ist es bei großen Datenmengen erforderlich, die eigentlichen Daten im Binärformat zu verwalten, um den Speicherbedarf zu minimieren und eine effiziente Verarbeitung zu gewährleisten. Für den Datenaustausch ist darüber hinaus eine exakte semantische Beschreibung der Daten notwendig, um die Bedeutung der Daten eindeutig zu definieren. In einem dreidimensionalen Datenfeld können z.b. die Daten vieler Sensoren zu vielen unterschiedlichen

6 Zeitpunkten gespeichert sein. In der Binärdatei befindet sich dann der Messwert des Sensors zum Zeitschritt auf der Position (1.000, ). Zusätzlich muss z.b. die Identität von Sensor 1.000, wie auch sein Einbauort im Netz bekannt sein; man muss wissen, dass der Zeitschritt den Zeitpunkt 10:31:15 h am beschreibt und dass der Messwert eine Temperatur mit der Einheit Grad Celsius ist. Die Verwendung von XML-Technologien stellt zwar die Semantik bereit, doch geht bei einem traditionellen XML-Ansatz die Struktur der Daten verloren und die Information wird in Millionen separater XML- Elemente aufgeteilt. Deshalb wird ein Ansatz gewählt, bei dem eine binäre HDF5-Datei (Hierarchical Data Format) zusammen mit einer XML-Datei als neuer Datentyp definiert wird: Die XML-Datei enthält die Semantik und die HDF5-Datei beinhaltet die strukturierten numerischen Daten (siehe Abbildung 7). Gigabytes strukturierter Daten Variablen Semantik Posititionen Zustände/Zeiten Extrahieren und Downloaden von Subsets Abbildung 7: Scada-Web-Datentyp Um Verteilungen für Scada-Anwendungen semantisch zu beschreiben, ist es nötig, auf Konzepte für physikalische Objekte, Eigenschaften, Größen und Einheiten zurückzugreifen (siehe Abbildung 8). Da solche Konzepte bislang für die Engineering- Domäne nicht als Web-Ontologie verfügbar sind, wurden sie im ScadaOnWeb Projekt definiert mit dem Ziel, sie als W3C-Standard für Engineering- Daten zu etablieren und sie somit webweit zugänglich zu machen. Darauf aufbauend sind die für Scada- Daten relevanten Verteilungen definiert. Die komplette, in Abbildung 8 dargestellte Ontologie dient zur semantischen Beschreibung der in einem XML/HDF5 Format übermittelten Scada-Daten. physical object decomposition and sampling ScadaOnWeb distribution and description ISO OWL (with RDF and RDFS) physical property quantity and scale time and UTC W3C specifications structure number and text maths physical quantity spaces SI units properties (ISO 15926) Abbildung 8: Generische Ontologie für Scada Anwendungen Über ein semantisches Interface erfolgt der Datenzugriff, der die Daten auf Basis der zugrunde gelegten Ontologie evaluiert und sie in einem beliebigen Browser darstellen kann. Dieses semantische Interface ist so generisch, dass damit beliebige Scada-Daten verarbeitet werden können. So wie man heute gif- oder jpeg-dateien anklickt und ihren Informationsgehalt als Bild angezeigt bekommt, wird es zukünftig auch möglich sein, eine auf der Scada-Ontologie basierende Datei zu öffnen und die darin enthaltenen technischen Daten in verständlicher Form präsentiert zu bekommen. Da der Anwender jedoch an mehr als der simplen Darstellung von Messdaten interessiert ist, können basierend auf der Scada-Ontologie und dem semantischen Interface beliebige Scada-Applikationen aufsetzen. Für spezielle Scada-Applikationen sind lediglich applikationsspezifische Ontologien nötig, die wiederum auf der generischen Scada-Ontologie basieren. So kann z.b. die applikationsspezifische Ontologie für Zustandsorientierte Instandhaltung durch Referenzierung der generischen Ontologie deren Definitionen nutzen (siehe Abbildung 9). physical object OWL (with RDF and RDFS) physical property quantity and scale structure number and text application physical object classes e.g. transformer, switch bay application properties e.g. measured temperature, assigned measurement quality Abbildung 9: Ontologie für die Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung

7 Die applikationsspezifische Ontologie für Zustandsorientierte Instandhaltung definiert z.b. die Klasse Transformator als abgeleitete Klasse von physical object. Entsprechend referenziert ein Attribut gemessene Temperatur Konzepte der physical properties, quantities and scale. Die in der applikationsspezifischen Ontologie verwendeten Klassen und Monitoringdaten sind der IEC Teil 7-4 entnommen. Das Konzept der Datenqualität aus der IEC wurde komplett in eine Qualitäts-Ontologie für Messdaten überführt. Ähnlich wie bei den Data Objects der IEC die Attribute Zeit, Messwert und Messwertqualität eine wichtige Informationseinheit darstellen, sind diese 3 Werte auch in der Ontologie umgesetzt Die Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung Die Prototyp-Applikation Zustandsorientierte Instandhaltung ist mit Open-Source-Software erstellt und stellt Funktionen zum Browsen und Monitoring der Daten von Transformatoren, Leistungsschalter und Kurzschlussstromanzeigern in einer Schaltstation sowie die dafür notwendige Eventbehandlung zur Verfügung. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Daten als Scada-Web-Datentyp vorliegen. Der Anwender kann sich über die Monitoring-Funktion die aktuellen Messdaten anzeigen lassen. Eine Update- Funktion garantiert, dass immer die neuesten, zur Verfügung stehenden Werte angezeigt werden. Über die Browse-Funktion kann zudem kann auf historische Information zugegriffen werden. Dazu definiert der Anwender für welchen Zeitraum und welches Zeitintervall er einen bestimmten Messwert eines Gerätes angezeigt haben möchte. Eine Tabelle oder graphische Darstellung liefert daraufhin die gewünschte Information. Diese Daten bilden eine wesentliche Grundlage für zukünftige Instandhaltungsplanungen. Wichtig bei der zustandsorientierten Instandhaltung ist die zeitgerechte Information über Grenzwertverletzungen von Messwerten. Deswegen können obere und untere Grenzwerte definiert, der Typ der Nachricht für eine Grenzwertverletzung (Warnung oder Alarm) sowie das Kommunikationsmedium (PC, Handy, etc.) angegeben werden. Kommt es zu einer Grenzwertverletzung so wird z.b. eine Nachricht auf dem Bildschirm ausgegeben und der Anwender kann entsprechend darauf reagieren. Alle Grenzwertverletzungen sowie ihre Bestätigung oder Nichtbestätigung werden zusammen mit dem Usernamen geloggt und können jederzeit eingesehen werden. 8. Ausblick Die effektive Ausnutzung der begrenzten Ressourcen liegt im Interesse von Netzbetreibern. Dazu gehört auch, die vorhandenen Betriebsmittel online zu überwachen. Monitoringsysteme werden in Zukunft eine immer wichtigere Rolle bei der Erfüllung dieser Aufgabe sein. Es kommt darauf an, keine teuren Insellösungen, getrennt von der Automatisierungssystemen in den Schaltanlagen, zu konzipieren, sondern die Synergien mit diesen Systemen zu suchen. IEC bietet gerade für die kostengünstige Integration der Monitoringsysteme in die Kommunikationslandschaft eine gute Grundlage. Voraussetzung ist es, dass die Monitoringfunktionen auf einem einheitlichen Datenmodell nach IEC basieren. Der Vorschlag für Monitoringdaten des Arbeitskreises Kommunikationsstandard für Monitoringdaten, der beim Komitee K952 im DKE eingereicht worden ist, könnte eine Grundlage für eine weitere Normungsaktivitäten sein. Auf Grundlage einer genormten Kommunikation von Monitoringdaten sind neue Anwendungen möglich, die über die Grenzen der einzelnen Station hinausgehen. Eine große Rolle spielt dabei das Internet. Nach Einschätzung des W3C (World Wide Web Consortium) liegt die Zukunft des Web im semantischen Web, das mit maschinenlesbaren und maschineninterpretierbaren Informationen und automatisierten Services weit über die heutigen Möglichkeiten des Web hinausgehen wird. Das Projekt ScadaOnWeb leistet einen ersten Beitrag hierzu, indem es eine Ontologie für Scada-Daten definiert und damit eine semantische Beschreibung für die Engineering-Domäne bereitstellt. 9. Literatur [1] A. Schröder, 2003, Web der Zukunft RDF, der erste Schritte zum Semantischen Web, XML Magazin & Web Services, vol. 1, [2] A. Schröder, M. Schwan, 2002, ScadaOnWeb webbasierte Prozesssteuerung und - überwachung, etz, vol. 9, [3] Draft Proposal Monitoring data des Arbeitskreises Kommunikationsstandard für Monitoringdaten eingereicht beim Komitee K952 im DKE, 2003 [4]

8 [5] IEC Communication networks and systems in substations - Part 7-3: Basic communication structure for substation and feeder equipment Common data classes [6] IEC Communication networks and systems in substations - Part 7-4: Basic communication structure for substation and feeder equipment Compatible logical node classes and data classes

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