GIS/SCADA na transmissão e distribuição de energia

 

Organizações industriais têm combinado cada vez mais sistemas de informações geográficas (GIS, Geographic Information System) e dados de processos de sistemas de controle de supervisão e aquisição de dados (SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition). Em salas de controle de operadores de redes de transmissão e distribuição, além de serviços municipais, a combinação dessas duas tecnologias tem se mostrado valiosa há anos.

 

Com o zenon da COPA-DATA, você pode acessar vários benefícios oferecidos pela integração entre o GIS e o SCADA, como:

  • Exibição de dados de processos dinâmicos em geoinformações estáticas
  • Monitoramento de informações de status, como localização geograficamente correta
  • Integração dos benefícios do zenon Energy Edition, como coloração topológica em diagramas de uma linha e localização de falhas em redes elétricas

 

 

 

O que são geoinformações?

Geoinformações são dados que podem ser refletidos no espaço no mundo real. Esses dados espaciais são normalmente combinados a dados de atributo, que são informações adicionais sobre os recursos espaciais. Por exemplo, em subestações elétricas, os dados espaciais se referem à localização das subestações. Já os dados de atributo incluem detalhes de cada subestação, como nome, tipo e função, além de seus equipamentos.

 

O objetivo do GIS é coletar, armazenar, gerenciar, analisar e apresentar geoinformações. Outros tipos de sistema de geoinformações incluem sensoriamento remoto (RS, Remote Sensing) e sistemas globais de navegação por satélite (GNSS, Global Navigation Satellite Systems).

 

RS é a coleta de dados de áreas ou objetos à distância e normalmente envolve o uso de satélites ou aeronaves. Esses dados são úteis para o estudo e monitoramento de mudanças no ambiente. Já o GNSS (seu exemplo mais comum é o GPS) é útil para monitoramento e posicionamento rápidos e precisos de movimentos de objetos e pessoas.

 

O uso desses tipos e tecnologias de dados proporciona soluções em uma ampla variedade de aplicações para setores como energia, preservação ambiental, recuperação de desastres, transporte, planejamento urbano, agricultura, comércio, militar, entre outros. A combinação desses recursos a outras tecnologias, como o SCADA, pode torná-los ainda mais valiosos.

 

 

Ideia básica por trás da combinação do GIS ao SCADA

As linhas de eletricidade, gás, água e tecnologia de informação e comunicação (ICT, Information and Communications Technology), entre outras, precisam ser registradas em um sistema de acordo com a sua localização. As organizações têm combinado, cada vez mais, essas geoinformações digitais a sistemas SCADA em salas de controle. Dessa forma, é possível acessar informações de status de linhas em suas localizações geográficas corretas com facilidade sempre que necessário. Basta atribuir cores às informações e colorir as linhas de acordo com essa atribuição. Essas cores permitem monitorar o status dos equipamentos e visualizar as informações sobre as localizações geográficas com facilidade.

 

A combinação de geoinformações ao SCADA facilita o acesso a informações de status de linhas de eletricidade, gás, água e ICT, em suas localizações geográficas.

Benefícios da combinação do GIS ao SCADA

A combinação do GIS ao SCADA pode oferecer inúmeros benefícios a serviços de energia e outros tipos de organização com ativos em diversos locais. Confira algumas dessas vantagens:

 

Monitoramento de status com localização geográfica correta

O termo “dados dinâmicos” se refere a dados atualizados de forma contínua conforme as condições são alteradas. Já os dados estáticos permanecem inalterados após o registro. Os dados dinâmicos permitem monitorar as condições em tempo real e acompanhar as tendências com o tempo. Já os dados estáticos formam a base e o ponto de referência.

 

A combinação do GIS ao SCADA possibilita visualizar os dados dinâmicos relacionados às condições atuais com geoinformações estáticas. Por exemplo, é possível ver quais linhas elétricas estão com tensão inferior e em quais locais. Dessa forma, você tem uma visualização precisa do seu sistema em tempo real, sendo mais fácil entender os dados do que se eles estivessem no formato de tabela. Também é possível identificar padrões relacionados à localização nos dados com mais facilidade.

 

Você também pode facilmente selecionar as camadas de dados que deseja visualizar, permitindo a aplicação dos dados para lidar com uma ampla variedade de desafios. Como o SCADA e o GIS permitem monitorar o status da sua rede em tempo real, eles podem ajudar a identificar e solucionar problemas de forma mais rápida.

 

Aplicações e usos do setor

A combinação do SCADA ao GIS é útil em uma variedade de aplicações no setor de serviços. A versatilidade dos recursos do SCADA e do GIS torna sua combinação um investimento excelente. Seus usos incluem:

 

1. Localização de ativos

No nível mais básico, o GIS ajuda a visualizar a localização de todos os ativos da organização. É possível visualizar um mapa de todos os seus ativos e até exibi-lo em várias telas para garantir que todos os detalhes estejam claramente visíveis. O acesso a informações precisas e de fácil leitura sobre a localização de ativos facilita o trabalho dos operadores e ajuda no planejamento de rotas e em outras tarefas relacionadas à localização de ativos.

 

2. Visualização do status do sistema

O GIS e o SCADA também facilitam a visualização e o monitoramento do status do sistema. O zenon proporciona uma visualização clara e completa com coloração topológica automática que mostra o status do equipamento em tempo real. Com o zenon, é possível monitorar uma ampla variedade de fatores essenciais para a operação segura e confiável.

 

O zenon também tem várias ferramentas que facilitam a visualização do seu sistema. O Worldview, por exemplo, possibilita visualizar a rede completa e exibir vários níveis de detalhes.

 

3. Localização de falhas

O zenon ajuda a detectar e visualizar falhas. Se ocorrer um erro, você será avisado. Usando dados do GIS, é possível visualizar o local da falha, ajudando a encontrá-la e corrigi-la de forma mais rápida. Essa visualização pode ajudar a descobrir padrões em caso de várias falhas, dando dicas sobre sua causa. Também é possível analisar os locais das falhas com o tempo, ajudando a determinar o motivo de problemas recorrentes.

 

4. Controle de sistema remoto

A visualização da localização das subestações, equipamentos de geração e outros ativos também pode ajudar no controle de sistema remoto. A exploração de geoinformações nos sistemas GIS e SCADA pode facilitar a visualização da localização dos ativos disponíveis pelos operadores, ajudando-os a tomar decisões melhores sobre como gerenciar esses ativos.

 

Integração das vantagens do zenon Energy Edition

A combinação do GIS ao SCADA permite integrar os recursos das duas tecnologias, tornando-as mutuamente úteis. Com as soluções modernas do SCADA, a integração ao GIS é mais simples do que nunca e não requer um sistema avançado de gerenciamento de distribuição (ADMS, Advanced Distribution Mangement System) completo.

 

O zenon Energy Edition, por exemplo, pode incluir um módulo GIS integrado. Esse módulo pode exibir qualquer tipo de ativo associado a localizações geográficas, como linhas de energia e subestações, em uma camada do mapa do GIS. Os dados do processo adquiridos do sistema SCADA são exibidos em tempo real para indicar o status dos ativos. A visualização do GIS é complementada com uma exibição esquemática da rede, como o diagrama de linha única, na tela Worldview do zenon. Quando ocorre um evento, o operador de fábrica tem a flexibilidade de alternar para a exibição esquemática e ver mais detalhes sobre o ativo em questão para investigar o problema.

 

O Worldview facilita a exibição das telas do processo que não podem ser exibidas em telas únicas no monitor devido ao grande volume de informações. Esse é normalmente o caso do diagrama de linha única de um comutador, subestação, rede de distribuição e outros tipos de rede de serviços maior. Usando o Worldview, é possível aplicar zoom e pular objetos e diferentes seções para navegar pelas telas. Com a função de limpeza, é possível visualizar diferentes níveis de detalhes em vários níveis de zoom. O Worldview é compatível com toque, multitoque e mouse. Esses recursos proporcionam mais flexibilidade na exploração de dados do processo. Combinados à exibição espacial do GIS, você tem todos os insights de que precisa para tomar uma decisão bem-informada.

 

A Coloração Automática de Linhas (ALC, Automatic Line Coloring) é outra função útil no uso de dados do SCADA na exibição espacial do GIS. Essa função fornece informações com base na estrutura topológica da rede, como fontes, switches, conexões, etc., para determinar o status de energia de cada componente. Com o zenon, você tem uma ferramenta padronizada integrada para empregar serviços em toda a rede topológica. Por exemplo, o software calcula a topologia da rede e colore automaticamente os elementos de acordo com seu status atual. Essa coloração facilita a visualização, por exemplo, de quais equipamentos estão carregados, descarregados, aterrados, off-line, entre outros.

 

Acesso de mapas on-line e off-line

Com o zenon, é possível acessar mapas on-line ou off-line. Alguns sistemas de controle de rede não têm acesso à Internet. Por isso, não conseguem usar mapas on-line. No entanto, há várias alternativas ao trabalho com dados de mapas locais:

 

Quando mapas on-line são visualizados com conexão à Internet, as informações são armazenadas no cache local. Após armazenado, o mapa fica disponível também off-line.

 

Alguns operadores de rede também usam seus próprios dados de mapas, em vez de mapas acessíveis publicamente. A COPA-DATA desenvolveu um conversor que transforma mapas de vários formatos para OpenStreetMap (OSM), que é compatível com o zenon.

 

Processos mais eficientes

Várias organizações mantêm sistemas GIS e SCADA separados. Quando isso acontece, você normalmente precisa inserir os mesmos dados duas vezes, uma vez em cada sistema. A combinação dos dois sistemas para o compartilhamento de dados torna seu processo de inserção de dados muito mais eficiente. Ela também ajuda a evitar inconsistências entre os dados do GIS e do SCADA. As funções automáticas fornecidas por plataformas como o zenon também ajudam a economizar bastante tempo.

O zenon pode incluir um módulo GIS integrado, permitindo criar uma tela do SCADA e adicionar uma camada com elementos de mapeamento incluindo mapas de satélite.

Integração do GIS ao SCADA com flexibilidade

No zenon, é possível adicionar uma exibição do GIS livremente em qualquer tela, como um elemento adicional da tela. O tamanho, a posição e a visibilidade podem ser configurados. Portanto, por um lado, a tela pode ser preparada como exibição do GIS em tela cheia para máxima visualização geral. Por outro lado, um elemento do GIS pode ser colocado lateralmente na tela servindo como campo de navegação, exibindo detalhes do elemento selecionado no mapa na área central. O zenon é compatível com a configuração simples de disposição com vários monitores e com a disposição do GIS e do SCADA com coexistência e interação das telas exibidas em monitores lado a lado.

 

Camadas do GIS

A geração de conteúdo do GIS é relativamente simples e não requer conhecimento extra. A exibição do GIS no zenon funciona em camadas. A camada principal representa o material do mapa que você quer usar na exibição do GIS. Ela é configurada selecionando o provedor de mapa, como Google, Bing, OpenStreetMap ou Baidu. Também é possível escolher o estilo do mapa, como normal, terreno ou satélite.

 

Os objetos que ilustram seus equipamentos de rede e de processo são organizados em camadas personalizadas, sobrepostas de forma sucessiva na exibição gráfica do GIS. Todas as camadas podem conter uma organização personalizada de linhas, áreas e marcadores. As coordenadas geográficas podem ser ajustadas de forma precisa. O editor do GIS no zenon também permite importar objetos de arquivos baseados em KLM, formato usado para descrever recursos geoespaciais, padronizado pela Open Geospatial Consortium.

 

Melhor visualização para aumentar a consciência situacional

É possível controlar a visibilidade de objetos únicos e de uma camada completa. A coloração de objetos pode ser vinculada à coloração topológica ou a valores limites de variáveis do SCADA. Em cada objeto, é possível configurar um menu de contexto para conter todos os tipos de função do aplicativo SCADA. Ele pode ser usado, por exemplo, para abrir listas de alarmes relacionados, alterar para telas de detalhes do processo ou gerar e exibir relatórios de equipamentos. A posição e a aparência dos marcadores podem ser atualizadas de forma dinâmica devido ao aplicativo SCADA, recurso avançado que indica a localização de ativos móveis ou eventos específicos, como a localização de falhas na rede diretamente na exibição do GIS.

 

A configuração de engenharia das exibições do GIS no zenon é baseada em um formato XML aberto que contém todas as configurações, recurso geoespaciais e coordenadas precisas. As ferramentas personalizadas possibilitam a geração, adaptação e extensão automáticas de exibições do GIS durante a configuração.

A ALC usa processamento topológico (baseado no modelo topológico da rede) para identificar componentes e indicar como eles são conectados.

Combine o GIS e o SCADA agora mesmo

Para aproveitar suas geoinformações e os dados do SCADA ao máximo, você precisa ter as ferramentas certas. O zenon Energy Edition da COPA-DATA é uma plataforma de software integrada que fornece SCADA, GIS, interface humano-máquina (HMI, Human-Machine Interface), sistema de gerenciamento de distribuição (DMS, Distribution Management System), entre outros recursos. Ele também conta com uma variedade de drivers e protocolos de comunicação criados internamente e oferece visualização e controle intuitivos.

 

A COPA-DATA tem mais de 30 anos de experiência e atualiza constantemente o software zenon para garantir que ele tenha a lógica, os algoritmos e os recursos de que você precisa. Para saber mais sobre a integração entre o GIS e o SCADA com o zenon, entre em contato conosco hoje mesmo.

CONTACTE OS NOSSOS ESPECIALISTAS