Referencja
23 marca 2021
Konwerter protokołów w centrum sterowania

Przedsiębiorstwo komunalne Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH dostosowało swoją technikę telesterowania do przyszłościowej struktury sieci. Konwerter protokołów WAGO zapewnia w tym procesie płynną komunikację.

Od przeszło 160 lat przedsiębiorstwo komunalne Ulm/Neu Ulm oraz wcześniej działające tu instytucje odpowiadają za najważniejsze elementy infrastruktury w obydwu gminach, po lewej i prawej stronie Dunaju – zaczynając od zaopatrzenia w gaz, nieco później w wodę pitną, a od końca XIX. wieku w energię elektryczną. Poza tym przedsiębiorstwo wraz ze spółką partnerską jest dostawcą centralnego ogrzewania. Aby zapewnić niezawodne, a jednocześnie niedrogie zaopatrzenie w media, przedsiębiorstwo komunalne postawiło na wyważone połączenie sprawdzonych technologii i innowacyjnych rozwiązań.

To dobra strategia, aby sprostać wyzwaniom transformacji energetycznej. Bo przez zwiększanie udziału energii odnawialnej system energetyczny staje się bardziej zróżnicowany, poziom wytwarzania jest bardziej zmienny a sterowanie sieciami okazuje się bardziej skomplikowane. Jednocześnie rosną wymagania związane z bezpieczeństwem krytycznej infrastruktury – nie tylko energetycznej, lecz także wodnej, gazowej i cieplnej.

Wymienione powyżej punkty skłaniają dostawców do nadania sieci teletechnicznej nowej struktury. W ramach zmiany struktury przedsiębiorstwo komunalne zamieniło standardową topologię gwiazdy – w której centrum sterowania jest w środku, a podstacje są z nią bezpośrednio połączone liniami RS-232 – na sieć bazującą na IP. Pozwala to na sterowanie każdym punktem w sieci na różne sposoby. Zbudowana w taki sposób redundancja znacznie redukuje ryzyko awarii poszczególnych komponentów. „Nasz system telesterowania jest jak układ nerwowy dla miast Ulm i Neu-Ulm. Dlatego zmiana struktury była dla nas ważnym krokiem“ – wyjaśnia Sebastian Grenzner z dyspozytorni sieci w Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH.

Bezpieczna komunikacja w sieci – wsparcie od WAGO:

WTG przekłada wszystkie dane automatycznie ze standardu IEC-101 na język protokołu IEC-104
Dzięki temu 110 podstacji przedsiębiorstwa komunalnego może sprawnie współpracować.
Poprzez ograniczenie do jednego typu modemu ETHERNET przedsiębiorstwo komunalne oszczędza 30 procent kosztów.

Nasz system telesterowania jest jak układ nerwowy dla miast Ulm i Neu-Ulm. Restrukturyzacja była ważnym krokiem.

Sebastian Grenzner, dyspozytornia sieci przedsiębiorstwa komunalnego Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH.

Komunikacja przyszłości

Podczas gdy komunikacja odbywa się w topologii gwiazdy poprzez protokół IEC 60870-5-101, sieć wymaga innego języka. Zmiana na technikę bazującą na IP zmusiła przedsiębiorstwo komunalne do przestawienia całej wymiany danych między nadrzędnym centrum sterowania a podstacjami – stacjami przesyłowymi, elektrowniami blokowymi, stacjami przesyłu gazu, pompowniami i zbiornikami wody pitnej – na protokół IEC-104. Jak to się może udać, biorąc pod uwagę różnorodność interfejsów i systemów? Z całą pewnością nie w konwencjonalny sposób – mówi Grenzner. „Jeżeli chcielibyśmy przestawienie zrealizować ręcznie, nakład pracy byłby ogromny. Musielibyśmy ręcznie ponownie uruchamiać każdą instalację“ – wyjaśnia ekspert.

Dlatego właśnie Grenzner zaczął szukać rozwiązania, które samo poradzi sobie z tym zadaniem. Znalazł je w firmie WAGO, w której bramka telecontrol WAGO (WTG) jest automatycznym koncentratorem danych do protokołów telemetrycznych. Podczas pierwszego testu pojawiły się ograniczenia w komunikacji szeregowej. „WAGO z miejsca było gotowe dopasować produkt do naszych wymagań i zadbało o możliwość dowolnej konfiguracji komunikacji szeregowej" – opowiada Grenzner. Kompaktowa bramka WTG, niczym tłumacz, przekłada wszystkie dane automatycznie ze standardu IEC-101 na język protokołu IEC-104, bez konieczności dodatkowej parametryzacji. Konwerter protokołów w bramce jest na tyle elastyczny, aby wykorzystać swobodę, jaką norma IEC-101 daje producentom. W zależności od instalacji formaty danych nieznacznie różnią się od siebie, jak dialekty jednego języka, lecz WTG WAGO doskonale je rozumie.

Jeżeli chcielibyśmy realizować przestawienie ręcznie, nakład pracy byłby ogromny.

Sebastian Grenzner, dyspozytornia sieci przedsiębiorstwa komunalnego Ulm/Neu-Ulm Netze GmbH.

Szybkie wdrożenie, łatwa eksploatacja

„Zastosowanie rozwiązania WAGO to oszczędność czasu i pieniędzy“ – podsumowuje Grenzner. Ponadto konwerter protokołów zapewnia integrację w sieci wszystkich 110 podstacji przedsiębiorstwa komunalnego i że będą one mogły one sprawnie współpracować. Niektóre instalacje pracują od dwudziestu i więcej lat – to wypróbowana, niezawodna technika, z której przedsiębiorstwo nie chce rezygnować. Czasami są tak leciwe, że przedsiębiorstwo dysponuje tylko odręcznie sporządzoną dokumentacją. Ręczne przestawienie ich na protokół IEC-104 w tych przypadkach byłoby w ogóle niemożliwe lub wiązałoby się z ogromnymi nakładami. Dzięki rozwiązaniu WAGO przedsiębiorstwo komunalne nie musiało inwestować w nowe urządzenia, które by pasowały do istniejącej sieci, bo przecież stare wciąż świetnie działają.

Automatyczne przestawienie zaowocowało nie tylko niższymi kosztami, wyższą efektywnością i bezpieczeństwem, lecz także korzyściami w innych obszarach. Grenzner opowiada, że teraz przedsiębiorstwo komunalne może ograniczyć się do jednego typu modemu ETHERNET. Sam ten fakt pozwala na zaoszczędzenie 30 procent kosztów w tym zakresie. Przedsiębiorstwo odczuło korzyści również w obszarze konserwacji i napraw. „Teraz nasi serwisanci muszą znać się tylko na jednym rodzaju modemu“. Ponadto, konwerter protokołów pozwala na załączanie przez system sterowania pewnej liczby wejść i wyjść w podstacjach, aby przesyłać komunikaty o usterkach lub potwierdzać komunikaty – bez modyfikacji systemu sterowania w podstacjach. „I to wszystko świetnie działa“ – cieszy się Grenzner. „Możemy całkowicie dowolnie odczytywać wejścia i sterować wyjściami“.

Przedsiębiorstwo komunalne potrzebowało zaledwie trzech tygodni na uruchomienie 35 konwerterów protokołów. „Przebiegło to bardzo sprawnie. Myśleliśmy, że trzeba będzie przeznaczyć na to więcej czasu“ – mówi Grenzner. Ustawienia wprowadzane są za pośrednictwem Web-Based Management. „Przez przeglądarkę internetową dostarczane są nam wszystkie potrzebne informacje. Oprócz tego możemy szczegółowo przyjrzeć się protokołowi z różnych perspektyw – w tym na najniższym poziomie heksadecymalnym“.

Redundancja zapewnia bezpieczeństwo

Dzięki nowej strukturze telesterowania przedsiębiorstwo komunalne Ulm/Neu-Ulm stworzyło nowy, przygotowany na wyzwania przyszłości, ekonomiczny i wydajny układ sterowania, spełniający najwyższe wymagania w zakresie jakości i bezpieczeństwa. Stało się tak również dlatego, że przedsiębiorstwo mogło wykorzystać sieć o topologii pierścieniowej do stworzenia drugiej, odrębnej centrali telesterowania, która w razie awarii posłuży jako kopia zapasowa z tymi samymi funkcjami. Ta redundancja zapewnia elastyczność w rozwoju przestrzennym, centrala firmy wraz z systemem sterowania musi bowiem zostać przebudowana w najbliższej przyszłości. I tak konwerter protokołów WAGO, jako centralny moduł nowej struktury sieci, wnosi ważny wkład w bezpieczeństwo zasilania w podwójnym mieście nad Dunajem.

Tekst: Kay Miller| WAGO

Zdjęcie: Ralph Diermann, Kay Miller | WAGO

Osoba kontaktowa z WAGO

Adrian Dałek

Kierownik zespołu branżowego energetyka

Referencja 23 marca 2021 Konwerter protokołów w centrum sterowania