SCADA for styring og overvågning af kørestrøm i DK

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "SCADA for styring og overvågning af kørestrøm i DK"

Eva Holm
5 år siden
Visninger:

1 Banedanmark Fjern og S-banen. SCADA for styring og overvågning af kørestrøm i DK Jens Nicolaysen, COWI

2 Introduktion Fakta OCK SCADA pr. Maj 2018 Fakta om kørestrøm S-banen (OC) og Fjern banen (KC) Opbygning af OCK tekniske netværk i BDK's infrastruktur Udfordringer/perspektiverne fremadrettet Spørgsmål 2

3 Fakta OCK SCADA pr. Maj 2018 Nuværende OCK (Overvågnings Central Kørestrøm) SCADA bygger på ABB BECOS-32 og er opbygget som 2 separate systemer, der er placeret i hvert sit server rum på Otto Busses vej 8. OC Omformer Centralen varetager fjernstyringen af alt Kørestrøm på S-banen i Hovedstadsområdet. KC Kørestrøms Centralen varetager fjernstyringen af alt Kørestrøm på Fjern-banen, fra Helsingør til Padborg. Flere detaljer om OC og KC følger senere. Begrænsninger i det nuværende SCADA system (de overordnede): 1) Systemet understøttes stadigvæk af ABB, men supporten forventes af udløbe primo 2020 (end of life). 2) Som systemet er opbygget i dag er det meget besværligt at lave dataudveksling som eg. rapporter, skærmbilleder filer samt generering af fejlrapporter. 3) Systembilleder har sine begrænsning i forhold til detaljegraden ift. moderne SCADA systemer samt at det kan være besværligt opdatere/tilpasse disse. Pga. disse forhold har Banedanmark haft et EU udbud på leverancen, af et tidssvarende SCADA anlæg til OC og KC, der som et absolut minimum kan afløse BECOS-32, med den nuværende funktionalitet i forhold til fjernstyring. Dette udbud blev vundet af Tyske PSI Software AG i efteråret 2017, med implementering, på først KC og derefter OC, over de næste 1 ½ år. 3

Fakta om kørestrøm S-Banen: Fjernstyring: OC (Omformer Central) Kørestrøm: 1600vDC Eksisteret siden: 1934 Nuværende status: 7 strækninger, 37 Omformerstationer, 5 koblingsstationer og 1 station til

4 Fakta om kørestrøm S-Banen: Fjernstyring: OC (Omformer Central) Kørestrøm: 1600vDC Eksisteret siden: 1934 Nuværende status: 7 strækninger, 37 Omformerstationer, 5 koblingsstationer og 1 station til lysstyring (Nørreport). Kortet skal illustrerer S-banes nuværende (2018) udbredelse inkl. de respektive understationer. Udvidelsesplaner: Ingen umiddelbare planer om store udvidelser, men på sigt vil det være nødvendigt at opgradere de ældre omformerstationer. De eksisterende stationer er i samarbejde med ABB og Siemens ved at blive omlagt til IEC S-banen er skematisk repræsenteret på OC og området i det skraverede felt, er indeholdt i billedet på følgende side, der er en del af det overordnede overvågningsbillede fra OC. 4

5 Udsnit af OC Oversigtsbillede Kh-Val 5

Fakta om understationer S-Banen: Der er 3 generationer af styring til omformerstationer i brug pr. 2018. 1.

6 Fakta om understationer S-Banen: Der er 3 generationer af styring til omformerstationer i brug pr Gen, baseret på 60 og 70'er teknologi, der er opbygget med relæstyring, med interface til PLC'ens I/O kort. Et par af disse omformerstationer er også opbygget med et profinet og flere sub PLC, men dog uden ændring i styringen af det eksterne udstyr. PLC'ens primære funktion er fjernstyring via IEC til OC. Stationsbillede Valby omformer (VALOM). Antal datapunkter (Kommandoer, indikeringer og målinger) begrænser sig det strengt nødvendige. Alarmer/Kommandoer/Indikeringer: 78 Målinger: 18 6

7 Fakta om understationer S-Banen: 2. Gen, baseret på 80 og 90'er teknologi, med Sub PLC'er (peripheral) til styring af lasteautomatikken i af og tilgangs felter, styring af ensrettere og mastekoblere samt overvågning af husinstallationer (varme, ventilation, pumper etc.). Intern kommunikation mellem Master og Sub PLC'er via Profi-bus og ekstern til OC via IEC Stationsbillede Hareskov omformer (HAROM). Antal datapunkter (Kommandoer, indikeringer og målinger) begrænser sig det strengt nødvendige i forhold til den gamle kommunikation protokol. Det ville derfor, på sigt, være muligt at hente yderligere tilgængelige data, i form af målinger og fejl/advarsel indikeringer fra stationen, hvis dette skønnes formålstjenende. Alarmer/Kommandoer/Indikeringer: 196 Målinger: 14 7

8 Fakta om understationer S-Banen: 3. Gen, baseret på 2000 teknologi, opbygget med Sub PLC'er (peripheral) til styring af lasteautomatikken i af og tilgangs felter, styring af ensrettere og mastekoblere samt overvågning af husinstallationer (varme, ventilation, pumper etc.). Intern kommunikation mellem Master og Sub PLC'er via TCP/IP (IEC-61850) og ekstern til OC via IEC Stationsbillede Holte omformer (HOTOM). Antal datapunkter (Kommandoer, indikeringer og målinger). Alarmer/Kommandoer/Indikeringer: 284 Målinger: 24 8

9 Fakta om kørestrøm F-Banen (Fjern): Fjernstyring: KC (Kørestrøms central) Eksisteret siden: 1986 (Kystbanen) Kørestrøm: 25KvAV, 50Hz Nuværende status pr.

9 9 Fakta om kørestrøm F-Banen (Fjern): Fjernstyring: KC (Kørestrøms central) Eksisteret siden: 1986 (Kystbanen) Kørestrøm: 25KvAV, 50Hz Nuværende status pr. maj 2018: 6 strækninger og 12 fordelings, 2 AT (Auto Transformer) og 56 Neutral/sektionerings stationer. Udvidelsesplaner: Elektrificeringsprogrammet er ved at blive udrullet på hovedstrækningerne i Danmark (gule strækninger på kortet). Fjernstyringen er delt mellem KC og TO (Teknisk overvågning) på Storebælt. Ifm. med jernbane tunnelerne (Storebælt og Øresund) er der etableret hurtig afbrydere, der kan aktiveres ved tunnel mundingerne eller fra KC/TO. Ligeledes er det ifm. grænserne til Sverige (fra Peberholmen til Lernacken) og Tyskland (ved Padborg), muligt at se status på kørestrømmen i overgangszonen. Dette gøres med en ELCOM forbindelse til Sverige og indikering relæer mellem den danske og Tyske understation i Padborg.

Fakta om understationer Fjern-Banen: Der er 2 generationer af styring af fordelingsstationer i brug pr. 2018. 1.

Stationsbillede Roskilde fordeling(rof).

10 Fakta om understationer Fjern-Banen: Der er 2 generationer af styring af fordelingsstationer i brug pr Gen, baseret på 70 og 80'er teknologi, der er opbygget med relæstyring. PLC'ens primære funktion er fjernstyring via IEC til KC. Stationsbillede Roskilde fordeling(rof). På denne station er der dog, efter omlægning til IEC , indbygget stræknings relær der er forbundet til RTU'en. 10 Antal datapunkter (Kommandoer, indikeringer og målinger) er begrænser sig det nødvendige. Alarmer/Kommandoer/Indikeringer: 119 Målinger/Tal: 42

11 Udsnit af KC Oversigtsbillede Ro-Bo 11

12 Fakta om understationer Fjern-Banen: 2. Gen, baseret på 2015 teknologi, opbygget med Sub PLC'er (peripheral) til styring af lasteautomatikken i af og tilgangs felter, samt styring af mastekoblere og overvågning af husinstallationer (varme, ventilation, pumper etc.). Det interne kommunikation primært er opbygget, som et internt TCP/IP fiber netværk i understationerne hvor komponenterne IEC (inkl. GOOSE), IEC (koblerstyring) eller Profinet (Transformer overvågning) Stationsbillede Andst fordeling(antf). Det nuværende SCADA billede lavet som på de eksisterende og der er ikke, så de nye data er kun repræsenteret som lister. Antal datapunkter (Kommandoer, indikeringer og målinger) Alarmer/Kommandoer/Indikeringer: 941 Målinger/Tal: 99 12

13 Udsnit af KC Oversigtsbillede Lk-Vn * Indfødning fra Esbjerg fordeling 13

14 Opbygning af OCK's tekniske netværk i BDK's infrastruktur OCK's tekniske netværk er overvåget af BDK TD (Teknisk drift) og er som udgangspunkt begrænset til kun at understøtte kommunikation via IEC (Port 2404), ligesom dette netværk kun er tilgængeligt via et begrænset antal fysiske porte pr. switch. TD har ansvaret for løbende at udvikle og vedligeholde dette netværket. Der vil ifm. indførsel af det nye SCADA system, blive etableret en sikker gateway, fra de 2 dedikerede netværk OC og KC, til BDK's kontornetværk, med henblik på fremtidig mulighed for at lave databehandling samt ekstern overvågning af understationerne. Dette opbygges og styres jf. PSI sikkerhed kontrolsystem. 14

15 Udfordringer/perspektiverne fremadrettet Med indførslen af det nye SCADA, med flere interface, samt den øgede brug af el tog, vil være det være nødvendigt med et øget fokus på cybersikkerhed, da Banedanmarks kørestrøms infrastruktur får en helt anden betydning end i dag. Derfor vi det være nødvendigt at der i langt højere grad end i dag: 1) Etableres et samarbejde med leverandørerne af netværksudstyret i understationerne (primært ABB og Siemens), for løbende vedligeholdelse alt SW. 2) At der gennem vedligeholdes aftale med PSI aftales en fast frekvens for opdatering af SW'en i de forskellige del komponenter, så anlægget hele tiden har et maksimalt sikkerhed niveau. Ligeledes er det planen at integrere den nuværende overvågningen af fejlstrømmer på S-banen, ved hjælp af et netværk af VLD'er (Voltage Limit Device) langs sporet. På sigt ville det også være muligt at integrere overvågningen af andre elektriske banesystemer, som eg. Sporskiftevarme og togforvarme, enten som en integreret del af OC eller KC eller som selvstændige SCADA anlæg på det nye system. Med indførslen af det nye SCADA system samt tilgang til flere system data (eg. via målinger, tæller værdier samt fejl indikeringer), vil det også på sigt være muligt tilrettelægge præventive vedligeholdelse, baseret på tendens målinger og antallet af fejlrapporteringer, i forhold til udstyr på understationerne og herigennem undgår nogle fejl på anlæggene. 15

16 Spørgsmål! 16

Relaterede dokumenter

Produktpræsentation. BA Systems. Control made easy

Produktpræsentation. BA Systems. Control made easy Produktpræsentation BA Systems Control made easy Produkthistorik 1995: SCADA system 1. generation frigivet 1997: BAS Series 1. generation frigivet 1999: BAS Series 2. generation frigivet - Frit programmerbar