Prozessleitsystem ProCoS: Das Multitalent der Leittechnik.

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1 ProCoS LEITTECHNIK Prozessleitsystem ProCoS: Das Multitalent der Leittechnik. ENERGIEVERSORGUNG WASSER ABWASSER INDUSTRIE INFRASTRUKTUR

2 Prozessleitsystem ProCoS für die Ver- und Entsorgungswirtschaft, für Industrie und Dienstleister. Ob Strom, Gas, Wasser oder Abwasser: Für jeden Einsatzbereich bietet ProCoS spartenspezifische Zusatzmodule mit entsprechend spezialisierten Funktionen. Diese Komponenten sind zu einem projektspezifischen Einsatzszenario kombinierbar. Komfortable Funktionen der Fernalarmierung sowie der Fernzugriff auf ProCoS über Terminalserver oder ProCoS WEB ermöglichen einen ortsunabhängigen Leisystembetrieb. Somit ist kostenoptimal ein sicherer Betrieb der jeweils überwachten Anlagen bzw. Prozesse gewährleistet. Das Prozessleitsystem ProCoS verbindet die Leistungen eines klassischen Leitsystems mit den Anforderungen an die Steuerung von Smart Grids, virtuellen Kraftwerken und die Integration von erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen in die Netzbetriebsführung. Einsatzbereiche Das in Hardware- und Software modulare ProCoS ist ein wahres Multitalent, das mit seiner Flexibilität in unterschiedlichsten Bereichen einsetzbar ist. Diese sind beispielsweise: Anwendungen für Strom-, Gas-, Wasserund Wärmenetze Anwendungen für Abwassernetze und Kläranlagen Anwendungen in der Industrie (Energienetze, Lastmanagement) Infrastrukturanwendungen für z.b. Leuchtfeuerüberwachung, Autobahninfrastruktur, Sendernetze, Hafenanlagenüberwachung,... ProCoS im Überblick ProCoS ist klar strukturiert und nach dem Client-Server-Prinzip aufgebaut. Der modulare Aufbau des Systems in Hard- und Software ermöglicht eine Skalierbarkeit nach Funktion und Größe. So kann ProCoS eine breite Einsatzpalette vom Protokolliersystem bis hin zum redundanten Netzleitsystem mit mehreren Arbeitsplätzen und vielfältigen Schnittstellen zur Bürowelt abdecken. Prozessanbindung Die Prozessanbindung wird im ProCoS-IRI (Intelligent Remote Interface) abgewickelt. Aktuell kommen folgende Kommunikationsprotokolle zum Einsatz: IEC /104 Master oder Slave IEC Master oder Slave IEC OPC Server oder Client SNMP-Manager Darüber hinaus stehen Protokollkonverter für eine Vielzahl proprietärer Fernwirk- und SPS-Protokolle zur Verfügung. Ein Mischbetrieb mit unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen ist problemlos möglich. 2

3 SCADA-Funktionen Mensch-Maschine-Interface (MMI) Die Beobachtung und Steuerung des zu führenden Prozessgeschehens erfolgt in der Regel an Arbeitsplätzen mit hochauflösenden Monitoren. Die MMI-Software unterstützt das Multiscreening mit bis zu acht Monitoren, wobei sich der aktuelle Desktop über alle Monitore hinweg aufschalten lässt. ProCoS unterstützt darüber hinaus die Ansteuerung von Großbildwänden zur Darstellung von größeren Netzübersichten. Arbeitsplätze außerhalb des PLS-LAN werden vorzugsweise über einen Terminalserver betrieben; dies betrifft insbesondere Arbeitsplätze im Büro-LAN bzw. des Bereitschaftsdienstes. Als reine browserbasierte Auskunftskomponente zur Darstellung/Abruf archivierter und aktueller Prozesszustände über das Intranet bzw. Internet dient die (mandantenfähige) ProCoS Web Lösung. Parametrierung Die Parametrierung der Prozessdatenpunkte und der zugehörigen Verarbeitungsvorschriften erfolgt komfortabel über Excel. Diese Excel-Datenblätter enthalten somit die komplette Dokumentation von der Klemme im Automatisierungsgerät bis zur Verarbeitung im Leitsystem. Bei Datenpunkterweiterungen können diese Datenblätter online importiert oder exportiert werden. Die Grunddatenverarbeitung selbst für numerische und binäre Prozessvariablen erfüllt die heute gängigen Bearbeitungsanforderungen. Archivgrafik Strom Archivierung Prozessdaten und -zustände speichert ProCoS in Archiven. Diese Archive sind als Rasterarchive, Delta-Event-Archive bzw. Ereignisarchive ausgelegt. Die in Rasterarchiven gespeicherten Daten lassen sich durch Verdichtungsfunktionen (Summe, Mittelwert, Minimum, Maximum etc.) in die SCADA-Funktionen Höherwertige Funktionen Sonstige Funktionen Parametrierung mit Excel Grunddatenverarbeitung Archivierung Betriebstagebuch Stör-, Warn- und Nichtquittiertenlisten Visualisierung --Prozessbilder frei konfigurierbar --Hierarchische Strukturen --Kindbilder --WebCam-Bilder integrierbar --GIS-Schnittstelle (Option) Connectivity --Datenpunktbezogene Connectivities --Externe Anwendungen und Dokumente aufrufen Auswertungen --Reports/Diagramme mit PLS-Funktionen inkl. Exportmöglichkeiten nach Excel, ASCII, HTML --Excel-Reports Fernalarmierung Reviewfunktion (Zeitraffer) Applikationen STROM --Lastmanagement Strom (ProCoS LKE) --Steuerung Minutenreserveleistungslieferung --Topologie & Schaltfehlerschutz --Einspeisemanagement für EEG-Anlagen Applikationen GAS --Lastmanagement Gas (ProCoS LKG) --Prognose & Netznutzung --Leckerkennung für Gasrohrnetze Applikationen WASSER --Lecküberwachung --Rohrbruchüberwachung --Trendlinienüberwachung von Behälterständen --Wasseroptimierungsfunktionen (Behälternachfüllung, Pumpen- und Brunnenliniensteuerung) Applikationen ABWASSER --Protokollierung gem. ATV-Richtlinien --RÜB-Protokollierung --Integration von Reglern zur Optimierung der Abwasserreinigung Prozessanbindung --IEC /104 Master oder Slave --IEC Master oder Slave --OPC Server oder Client --SNMP-Manager --Proprietäre Kommunikationsprotokolle Global Access --Terminal Server --Intranet/Internet --Datennetz --Service-Schnittstellen zur Ferndiagnose & Wartung Protokollierung mit Excel-Reports 3

4 Prozessbild Strom jeweils nächsthöhere Verdichtungsstufe überführen. Diese Verarbeitungsvorschriften sind in der Grunddatenparametrierung definiert. Jeder archivierte Wert führt eine Kennung, die auf die jeweils höhere Verdichtungsstufe vererbt wird. In Backup- Archiven ausgelagerte Daten ermöglichen eine nachträgliche Auswertung mit den Standard-Grafik- und Reportfunktionen. Auswertungen Archivierte Daten lassen sich mit Reports und Archivgrafiken übersichtlich aufbereiten und auswerten. Hierfür stehen entsprechende Generatoren zur Verfügung. Weitere Auswertungen kann der Anwender über die komfortablen Excel-Schnittstellen des ProCoS-Systems generieren. Prozessbild: Schema Wasserübersicht Visualisierung Für die Prozessbilderstellung besitzt ProCoS ein komfortables Grafikprogramm. Jeder neuen Anwendung steht eine Vielzahl von (branchenspezifischen) Daten- bzw. Bildobjekten zur Verfügung. Die hinterlegte datenpunktbezogene Connectivity-Funktion bietet dem Benutzer einen hohen Komfort bei der Betriebsführung. Er kann datenpunktbezogene Meldungs- und Wertarchive sowie Projektierungsdialoge aufrufen und weiterbearbeiten. Darüber hinaus kann der Anwender aus der Visualisierung externe Dokumente und Anwendungen aufrufen, z.b. Maschinendatenblätter, Hinweistexte und GIS-Informationen. Die Review-(Zeitraffer-) Funktion ermöglicht das nachträgliche Monitoring des bereits abgelaufenen Prozessgeschehens über Prozessbilder. ProCoS Arbeitsplätze können über Terminalserverbetrieb unter Berücksichtigung der heute üblichen IT-Sicherheitsanforderungen außerhalb des PLS-LAN betrieben werden. Gleiches gilt für die Informationsdarbietung des ProCoS Web Servers via Internet und Intranet. Hierbei ist es möglich, die Informationen mandantenorientiert auch externen Partnern zur Verfügung zu stellen. Von großer Bedeutung ist der sichere Datenaustausch von/zu anderen DV-Systemen über das ProCoS Datennetz. Archivierte Daten des ProCoS Systems lassen sich zyklisch und/oder ereignisorientiert an externe Datenbanken (MS SQL Server, Oracle) exportieren. Umgekehrt sorgt das ProCoS Datennetz für die sichere Übernahme von Daten aus anderen DV-Systemen wie z.b. Fahrpläne für die Lastmanagementfunktionen. Fernalarmierung und Fernzugriff Störungen im Prozess leitet ProCoS durch das Fernalarmierungsmodul an die jeweiligen Bereitschaftsdienste weiter - per SMS, , Sprachausgabe, Fax usw. Ein Bereitschaftsplan und persönliche Telefonbücher ermöglichen die Anpassung der Alarmierungsabfolge individuell an die betrieblichen Gegebenheiten. Für den Fernzugriff ist größtmögliche Mobilität garantiert: ProCoS Web auf mobilen Geräten (Tablets, Smartphones usw.) stellt alle wichtigen Informationen, auch mandantenspezifisch, zur Verfügung: --Grafiken und Protokolle --Zustandsabfragen (Snapshot von Prozessvariablen) --Meldebuch --Stör-, Warn- und Nichtquittiertenlisten inkl. Quittierfunktion --Prozessbilder (inklusive Zoom) --individuelle Zusammenstellung von Informationen als Cockpit ProCoS Terminalserver auf Netbooks bietet komfortable volle Arbeitsplatzfunktionalität auch unterwegs. 4

5 ProCoS mobil mit ProCoS Web und ProCoS Terminalserver Bereitschaftsplan Höherwertige Funktionen Lastmanagement Strom/Gas Die Lastmanagementfunktion ermöglicht die minutenzyklische Hochrechnung der 15- bzw. 60-minütigen Bezugsleistung und ermittelt jeweils eine entsprechende Korrekturleistung (Lastüberwachung). Die Laststeuerungsfunktion schaltet lastabhängig Erzeuger oder Verbraucher zu- oder ab - natürlich unter Berücksichtigung der üblichen technischen und vertraglichen Randbedingungen. Unterschiedliche Vorgaben der Bezugssollwerte sind möglich, z.b.: Sollwertfahrplan (Übernahme aus Excel möglich), Sollwert in Abhängigkeit eines Betriebszustands, Sollwert über Schleppzeigerfunktion. Neben der Überwachung des Strombezugs können auch komfortabel Lieferverträge überwacht werden - sogar mehrere Verträge parallel mit unterschiedlichen Messperioden. Bei Einsatz entsprechender Erfassungs-Hardware ist eine Zykluszeit kleiner als 60 Sekunden für die Vertragsüberwachung einstellbar. Steuerung Minutenreserveleistung Das Zusatzmodul ProCoS MRM ermöglicht Poolbetreibern die effiziente Administration vieler technischer Einheiten und eine weitestgehend automatisierte Abrufsteuerung von Minutenreserveleistung. Vgl. hierzu auch die separate Produktbeschreibung ProCoS MRM. Topologie/Spannungsverfolgung In Netzübersichts-, Teilnetz- und anderen Bildern von Mittelspannungsnetzen werden die unterschiedlichen Versorgungszustände der einzelnen Netzzweige durch Einfärbung der Leitungen visualisiert. Die über die Topologiefunktion ermittelten Zustände sind z.b. versorgt, unversorgt, Erdschluss, Sammelschluss. Die Schaltfehlerschutzprüfung prüft und signalisiert die Auswirkungen einer Schalthandlung auf die betroffenen Betriebsmittel bzw. den Netzzustand. Eine Fehlerortung im Netz ist möglich über die Auswertung der Informationen von Kurzschlussanzeigern, Erdschlussrichtungsrelais und Schutzgeräten unter Berücksichtigung des gemeldeten Fehlerorts in Metern oder Ohm. Die Kabelstammdaten können im System hinterlegt werden. Optional ist eine Schnittstelle zu Betriebsmitteldatenbanken bzw. zu GIS-Systemen möglich. Zusätzlich können die Störereignisse im Mittelspannungsnetz, die zu einer Versorgungsunterbrechung von Teilnetzen führen, exportiert und für die Weitermeldung an die BNA verwendet werden. Einspeisemanagement für EEG-Anlagen Die Standard-SCADA-Funktionen dienen auch der Überwachung, Steuerung und Regelung der Last- und Einspeisesituation in Netzsegmenten. Bei Bedarf werden Ab- und Zuschaltungen automatisch oder manuell durchgeführt. Hierzu kann der Benutzer eine übersichtliche Visualisierung und entsprechende Schaltdialoge verwenden. Um die Diskrimierungsfreiheit zu gewährleisten, werden bei der Auswahl der zu schaltenden Anlagen Prioritäten und Abschalthäufigkeit/Dauer berücksichtigt. Es stehen Reports zur Verfügung, um komfortabel die Erlösausgleiche und Abschalthäufigkeiten zu dokumentieren. 5

6 Prognose & Netznutzung Gas Dieses Modul beinhaltet die adaptive außentemperaturabhängige Prognose von Stunden- und Tageswerten bis zu sieben Tage in die Zukunft. Es prognositiziert bei Bedarf verschiedene Abnehmergruppen separat. Temperaturverläufe werden ggf. über FTP von einem Wetterdienst übernommen. Auf der Grundlage der prognostizierten Lastverläufe des Prognosemoduls werden Speicherverläufe im voraus simuliert und optimale Bezugssollwerte ermittelt bzw. die Einhaltung von Sollwertfahrplänen geprüft. Notwendige Abschaltungen/Zuschaltungen unterbrechbarer Abnehmer lassen sich so vorausschauend eingeplanen. Leckerkennung für Gasrohrnetze Das Modul dient der Überwachung von beliebig vermaschten Gasrohrnetzen. Es berechnet dazu die im allgemeinen instationären Strömungsvorgänge im Leitungsnetz. Die Berechnungen (Zustandsbeobachtungen) erfolgen über ein eingebundenes externes Gasrohrnetzprogramm. Grundlage der Berechnungen sind die vorab eingegebenen Gas- und Netztopologiedaten sowie die online erfassten Messdaten von Druck-, Zu- und Abflussmessstellen sowie Schiebern (Auf/Zu). Mit den Ergebnissen aus diesen Berechnungen wendet ProCoS das Verfahren der dynamischen Massenbilanzierung zur Leckerkennung an. Es bilanziert dabei über das gesamte Leitungsnetz. Funktionen für die Wasserversorgung Als spartenspezifische Prozessbild Industrie Funktionen stehen die Rohrbruchüberwachung Leckverlustkontrolle können Fuzzy-Regler zur Optimierung der Überwachung von Behälterentleerungen Abwasserreinigung über OPC-Schnittstellen zur Verfügung. Desweiteren sind Module eingebunden werden. für die übergeordnete Optimierung in Wasserverteilnetzen verfügbar. Erweiterte Funktionen für Industrie und Dienstleister Funktionen für die Abwasserwirtschaft Mit den erweiterten Funktionen schafft ProCoS bietet dem Anwender vorgenerierte ProCoS die notwendige Datenbasis, um ein Excel-Protokolle für die ATV-konforme Energiemanagementsystem gem. DIN EN Protokollierung eines Klärwerksbetriebs. ISO einzuführen und zu betreiben. Alternativ lassen sich ATV-Protokolle anderer Hersteller einbinden. Für die Protokol- unterschiedliche Schnittstellen, wie z.b. Dabei übernimmt ProCoS Zählerdaten über lierung des Betriebsgeschehens in Regenrückhaltebecken stehen ATV-konforme IEC IEC Excel-Vorlagen zur Verfügung. Bei Bedarf M-BUS LON-BUS OPC Dateiimport (csv, HTML, usw.) mobile Zähldatenerfassung. ProCoS führt kostenstellenbezogene Aufteilungen von Energie- und sonstigen Verbrauchsdaten durch und ermittelt darüber hinaus energiebezogene Produktionskennzahlen. Die hierzu notwendigen Daten können von Produktionsleitsystemen über Profibus-/Modbus oder OPC-Schnittstellen übernommen werden. Leitwarte mit Monitorwand zur Visualisierung der Netze 6

7 ProCoS Arbeitsplatz- Betriebsführung ProCoS Arbeitsplatz- Systembetreuer Großbildprojektion Arbeitsplätze im Büro LAN PLS-LAN (ggf. redundant) Firewall ProCoS Server (redundant) ProCoS Gateway- Terminal/Webserver VPN-Router In VM-Umgebung möglich Internet Automatisierungsstationen (IE/OPC) Fernwirkzentrale (IEC ) Fernwirkanlage (IEC ) Dezentrale Automatisierungs systeme Dezentrale Fernwirkanlagen (IEC ) Remote Arbeitsplätze Fernwartung Aufbau ProCoS EMS: vom Einplatzsystem bis zum vernetzten, redundanten System Hardware & Systemkonfiguration Die Hardwareplattform für ProCoS Prozessleitsysteme sind PC-basierte Serverrechner und Workstations. Als Betriebssystemplattform kommen durchgängig die aktuellen Microsoft Betriebssysteme zum Einsatz. Der Betrieb auf virtuellen Servern ist ebenfalls möglich. Die Vernetzung der einzelnen Rechner erfolgt über ein Hochgeschwindigkeits- PLS-LAN (Ethernet TCP/IP) - im Bedarfsfall auch in redundanter Auslegung. Server und Bedienebene sind in Client-Server-Architektur aufbaubar. Die ProCoS-Serversysteme lassen sich redundant im hot-stand-by - Betrieb einsetzen. Leitwarten-Arbeitsplätze verfügen über bis zu acht Monitore. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Großbildsysteme über separate Controller als Ersatz von Mosaikwänden anzusteuern. Arbeitsplätze außerhalb des PLS-LAN werden über einen ProCoS Terminalserver bedient. Gleiches gilt für die ProCoS Informationsdarbietung im Internet/Intranet. Die Anbindung von Fernwirkanlagen über GPRS, UMTS oder DSL wird grundsätzlich über VPN verschlüsselt und durch den Einsatz von Firewalls und DMZ an das Leitsystem-LAN abgesichert. So werden die heute üblichen IT-Sicherheitsstandards in hervorragender Weise abgebildet und eingehalten. Die minimale Systemkonfiguration eines ProCoS PLS konzentriert die Prozess-Kommunikation, Serverfunktion und Arbeitsplatzfunktionalität auf einem PC-System. Die zugrundeliegende Client-Server-Struktur ermöglicht die schrittweise Anpassung des ProCoS PLS an die wachsenden Aufgabenstellungen des Kunden und bietet somit eine hohe Investitionssicherheit. KISTERS 2015 Die in dieser Broschüre erwähnten Soft- und Hardwarebezeichnungen sind in den meisten Fällen auch eingetragene Warenzeichen und unterliegen als solche den gesetzlichen Bestimmungen. Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten. 7

8 KISTERS AG KISTERS AG Pascalstraße Aachen Tel Fax info@kisters.de