Stationsautomatisierungssystem

Substation automation system - SICAM PAS

SICAM PAS

Die Energieerzeugung und -verteilung ist seit einigen Jahren immer stärkeren Veränderungen ausgesetzt. Einerseits werden die Betriebsmittel und die Kommunikationsmedien in immer kürzeren Zyklen innoviert, andererseits wird der Markt von immer mehr Reglementierungen befreit. Diesen Veränderungen müssen auch die Systeme zur Überwachung von Versorgungseinrichtungen und Prozessabläufen gerechtwerden. Beim Einsatz neuer Produkte stehen in erster Linie die Benutzerfreundlichkeit, einfaches Engineering, eine vielseitige Anbindbarkeit an unterschiedliche Kommunikationsmittel und die Erweiterbarkeit im Vordergrund. Das Stationsleitsystem SICAM PAS (Power Automation System) erfüllt die Anforderungen, die heute und in Zukunft an verteilte Leitsysteme gestellt werden, in vollem Umfang. Neben vielen anderen standardisierten Kommunikationsprotokollen unterstützt SICAM PAS insbesondere den Standard IEC 61850 für die Kommunikation zwischen Unterstationen und Feldgeräten. SICAM PAS ist ein offener Standard. Zusätzlich zu standardisierten Prozessen für die Datenübertragung bietet SICAM PAS Benutzerschnittstellen für die Integration von systemspezifischen Aufgaben sowie zahlreiche Möglichkeiten für die Automatisierung. SICAM PAS lässt sich dadurch auf einfache Weise in bereits vorhandene Systeme einbinden und für die Systemintegration einsetzen. Mit modernen Diagnosemöglichkeiten unterstützt es Inbetriebsetzung und Wartung optimal. SICAM PAS ist übersichtlich und zuverlässig aufgrund seines offenen, vollständig dokumentierten und getesteten Systems.

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Eigenschaften & Funktionen

Stationsautomatisierungssystem SICAM PAS

Wesentliche Merkmale

  • Modular und skalierbar in Hard- und Software

  • Benutzerfreundlich

  • Erfüllt hohe IT-Sicherheitsanforderungen für den Einsatz im Bereich kritischer Infrastrukturen

  • Flexible, grafische Projektierung der Automatisierung

  • Offenheit durch Einsatz von Standards

Systemüberblick, Einsatzbereich und die Funktionalität des SICAM PAS

 

  • SICAM PAS ist eine Lösung für die Energieautomation und ist aufgrund seiner Systemarchitektur ein skalierbares System.

  • SICAM PAS eignet sich zum Betreiben einer Schaltanlage von einem einzelnen Stationsrechner aus; ebenso im Verbund mit weiteren SICAM PAS oder weiteren Stationsleitgeräten. Die Kommunikation in diesem Verbund basiert auf einem leistungsfähigen Ethernet-LAN.

  • Mit seinen Leistungsmerkmalen und seiner modularen Erweiterbarkeit deckt SICAM PAS ein breites Spektrum von Einsatzbereichen ab und unterstützt verteilte Anlagenkonfigurationen. Ein verteiltes SICAM PAS-System arbeitet auf mehreren Rechnern gleichzeitig.

  • SICAM PAS kann vorhandene Hardwarekomponenten sowie vorhandene Kommunikationsstandards und deren Verbindungen nutzen.

  • SICAM PAS übernimmt im Rahmen der unterstützten Übertragungsprotokolle für alle Geräte einer Unterstation die Steuerung und die Erfassung der Prozessdaten.

  • SICAM PAS stellt ein Kommunikations-Gateway dar. Deshalb ist nur eine einzige Datenverbindung zu einer übergeordneten Leitstelle erforderlich.

  • SICAM PAS ermöglicht die Integration eines vollgrafischen Prozessvisualisierungssystems direkt in der Unterstation.

  • SICAM PAS erleichtert durch seine intuitive Benutzeroberfläche die Installation und Parametrierung neuer Geräte.

  • SICAM PAS zeichnet sich insbesondere bei Erweiterungen durch seine Online-Parametrierung aus. Es treten keine Generierzeiten auf; Ladevorgänge in ein Zielsystem entfallen bzw. sind nur dann erforderlich, wenn die Projektierung auf einem separaten Engineering-Rechner durchgeführt wird.

  • SICAM PAS verfügt über integrierte Test- und Diagnose -funktionen.

  • Seine Benutzerfreundlichkeit, seine Bedienlogik, Anlehnung an die Windows-Welt und Offenheit entsprechen den Anforderungen der Anwender.

  • SICAM PAS wird gemäß ausgewählter Sicherheitsstandards entwickelt und wird modernen Anforderungen an sichere Kommunikation gerecht. 

Systemarchitektur

 

SICAM PAS arbeitet auf Industriestandardisierter Hardware mit Microsoft-Windows-Betriebssystemen. Diese Plattform bietet niedrige Hardware- und Softwarekosten, leichte Be dienung, Skalierbarkeit, Flexibilität und ständig verfügbaren Support. Das leistungsfähige Datenverteilungssystem für Echtzeitdaten ermöglicht die Verteilung von Anwendungen auf mehrere Rechner und damit eine Steigerung von Leistung, Verbindungsfähigkeit und Verfügbarkeit. Das Datenbanksystem speichert und organisiert die Datenbasis (z. B. Konfigurationsdaten, administrative Statusdaten usw.).

 

Die Device Master-Funktion für die Kommunikation zu Feldgeräten (IEDs) unterstützt eine Vielzahl üblicher Protokolle. Die Datennormalisierungsfunktion von SICAM PAS erlaubt Umwandlungen wie Messwertfilterung, Schwellwertberechnungen sowie lineare Kennlinien. Für die Prozessvisualisierung wird SICAM SCC eingesetzt. Es ist für den Einsatz im Energiebereich zugeschnitten und unterstützt das Bedienpersonal, die Betriebsführung zu optimieren. Es ermöglicht einen schnellen Einstieg und eine Klare, übersichtliche Darstellung der Betriebszustände der Anlage. SICAM SCC basiert auf SIMATIC WinCC, einem der führenden Prozessvisualisierungssysteme, das in der Industrieautomatisierung weltweit zum Einsatz kommt. Für die Analyse von Störfällen werden die Störschriebe von Schutzgeräten automatisch während des Betriebs abgerufen und archiviert. Dies wird insbesondere für die Standardprotokolle IEC 61850 und IEC 60870-5-103 unterstützt, aber auch für PROFIBUS FMS (SIPROTEC 4) und SINAUT LSAS ILSA. Darüber hinaus können auch Störschreibergeräte SIMEAS R an das System angeschlossen werden und deren detaillierte Störschriebaufzeichnungen abgerufen und archiviert werden. Für die Verwaltung des Störschriebarchivs wird das Programm SICAM PQ Analyzer mit seinem Programmteil Incident Explorer eingesetzt. Die Störschriebe werden standardmäßig mit dem Programm Comtrade View visualisiert und ausgewertet. Optional kann hierfür auch SIGRA 4 mit seinen zusätzlichen Funktionen eingesetzt werden.

Kommunikation 

Geräteschnittstellen und Kommunikationsprotokolle 

In einer Schaltanlage, die Sie mit SICAM PAS konfigurieren und betreiben, können Sie Schutzgeräte, Feldgeräte, Feldleitgeräte, Messwerterfassungsgeräte und Fernwirkgeräte unterschiedlicher Typen und verschiedener Hersteller einsetzen. SICAM PAS bietet eine Vielzahl von am Markt gängigen Kommunikationsprotokollen zur Erfassung von Daten von verschiedenen Geräten und über unterschiedliche Kommunikationswege an. Eine spätere Erweiterung ist leicht möglich. 

Verfügbare Protokolle


Diese Kommunikationsprotokolle und Gerätetreiber können optional zum Standardlieferumfang von SICAM PAS erworben werden.


– IEC 61850 (Client) 
IEC 61850 ist der genormte Kommunikationsstandard, der Geräte der Feld- und Stationsleitebene auf Basis von Ethernet miteinander verbindet. IEC 61850 unterstützt den direkten Datenaustausch zwischen Feldgeräten und ermöglicht dadurch z. B. feldübergreifende Schaltverriegelungen unabhängig vom Stationsleitgerät. 
  
– IEC 60870-5-103 (Master) 
Schutz-, Feld-, Feldleit- und Messwerterfassungsgeräte sowie Traforegler vieler Hersteller unterstützen das Protokoll IEC 60870-5-103 und können damit an SICAM PAS angeschlossen werden. 
  
– IEC 60870-5-101 (Master) 
Das Protokoll IEC 60870-5-101 wird in der Regel zum Anschluss von Fernwirkgeräten genutzt. Es werden die Verkehrsarten „balanced” und „unbalanced” unterstützt. Für den Anschluss von Unterstationen mit diesem Protokoll wird auch automatisches Wählverfahren unterstützt. Der Aufbau der Wählverbindung zur Unterstation kann durch den SICAM PAS zyklisch oder bei Bedarf (z. B. für die Befehlsausgabe) aufgebaut werden. Andererseits kann auch die Unterstation zyklisch oder ereignisgesteuert die Verbindung herstellen. 
  
– IEC 60870-5-104 (Master) 
Der Anschluss von Unterstationen wird darüber hinaus auch mit dem TCP/IP-basierten Protokoll IEC 60870-5-104 unterstützt. Für den Anschluss von Unterstationen mit diesem Protokoll wird auch automatisches Wählverfahren unterstützt. Der Aufbau der Wählverbindung zur Unterstation kann durch den SICAM PAS zyklisch oder bei Bedarf (z. B. für die Befehls ausgabe) aufgebaut werden. Andererseits kann auch die Unterstation zyklisch oder ereignisgesteuert die Verbindung herstellen.


– IEC 60870-5-104 (Master) Der Anschluss von Unterstationen wird darüber hinaus auch mit dem TCP/IP-basierten Protokoll IEC 60870-5-104 unterstützt. 

– DNP 3.0 (Master) – Level 3 
Neben den IEC-Protokollen -101 und -104 ist DNP 3.0 ein weiteres, standardisiertes Fernwirkprotokoll, das von vielen IEDs und RTUs genutzt wird und weltweit zum Einsatz kommt. Die Geräte können sowohl seriell als auch mit TCP/IP (DNPi) angeschlossen werden. Für die TCP/IPbasierte Kommunikation kann mit einem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren gearbeitet werden, um damit Security-Anforderungen zu erfüllen.

 

–  PROFIBUS DP (Master) 
PROFIBUS DP ist ein sehr leistungsfähiges Feldbus-Protokoll. Es wird beispielsweise zur Fertigungsautomatisierung sowie zur Automatisierung der Strom- und Gasversorgung eingesetzt. PROFIBUS DP dient zur Anbindung von multifunktionalen Messgeräten wie SIMEAS P (I, U, P, Q, cos φ) oder beispielsweise zum Anschluss von ET 200- Komponenten zum Sammeln von Meldungen und für einfache Befehle. Meldungen können z. B. die Meldekontakte der Sicherungslasttrennschalter sein.

 

– MODBUS (Master) 
Neben PROFIBUS DP ist in der Industrieautomatisierung das Protokoll MODBUS weit verbreitet. SICAM PAS erlaubt den Anschluss von IEDs und RTUs mit diesem Protokoll sowohl über serielle als auch TCP/IP-basierte Verbindungen. 

– PROFIBUS FMS (SIPROTEC 4) 
Die meisten SIPROTEC 4-Feldleit- und Schutzgeräte können mit PROFIBUS FMS an die SICAM PAS-Station Unit angeschlossen werden.


– SINAUT LSA ILSA (Master) 
Die Kommunikation über das SINAUT LSA ILSA-Protokoll ist ein besonderer Vorteil der SICAM PAS. Vorhandene LSA-Zentralgeräte können ohne Veränderung der Parametrierung auf Feldebene ersetzt werden.

Leitstellenanschlüsse, verteilter Prozessanschluss, Prozessvisualisierung.

  • SICAM PAS arbeitet auf Microsoft-Windows-Betriebssystemen. Das bedeutet, dass die umfassende Unterstützung, die Windows für moderne Kommunikationsprotokolle bietet, auch mit SICAM PAS zur Verfügung steht.

  • SICAM PAS ist so konzipiert, dass die Einbindung herkömmlicher Protokolle leicht und schnell erfolgen kann. Bei Fragen zur Integration anwenderspezifischer Protokolle wenden Sie sich bitte an Ihren Siemens-Ansprechpartner.

  • Für die Anbindung an übergeordnete Leitstellen werden die genormten Fernwirkprotokolle IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104 und DNP 3.0 (Level 3) seriell und über IP (DNPi) sowie MODBUS (seriell und über IP), TG 8979 (seriell) und CDT (seriell) unterstützt. Security bzw. „sichere Kommunikation“ gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die Kommunikation zu übergeordneten Leitstellen mit IEC 60870-5-104 und DNP 3.0 über eine TCP/IP-Verbindung kann mit einem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren abhörsicher gemacht werden. Für DNP 3.0 kann als zusätzlicher Sicherungsmechanismus Authentifizierung eingesetzt werden.

  • Durch den SICAM PAS Device Interface Prozessor (DIP) ist ein verteilter Prozessanschluss in der Unterstation möglich.

  • SICAM PAS kann auch auf mit TCP/IP vernetzten Rechnern eingerichtet werden. Dabei übernimmt ein Rechner die Aufgabe des sogenannten Full Servers. Bis zu sechs andere Rechner können als DIP eingesetzt werden. Mit dieser Architektur kann das System einerseits an die topologischen Gegebenheiten angepasst werden, andererseits kann so die Leistungsfähigkeit des Systems gesteigert werden.

  • SICAM PAS erlaubt den Einsatz des Prozessvisualisierungssystems SICAM SCC für das zentrale Steuern und Überwachen des Prozesses. Für industrielle Anwendungen ist eine Kopplung zu Prozessvisualisierungssystemen über OPC (object linking and embedding for process control) einfach konfigurierbar.

  • SICAM PAS kann als OPC Server und OPC Client projektiert sein. Der OPC Server kann SICAM PAS-Prozessvariable für den lesenden und schreibenden Zugriff durch OPC Clients zur Verfügung stellen. Die OPC Clients können auf dem gleichen oder auf einem mit TCP/IP vernetzten Gerät arbeiten. Über diesen Mechanismus kann z. B. die Kommunikation zu einem anderen Prozessvisualisierungssystem realisiert werden. Der OPC Server ist im Grundsystem enthalten. 
    Optional ist diese Server-Funktionalität auch als OPC XML DA verfügbar für die Kommunikation zu Clients auf Basis anderer Betriebssysteme sowie über Firewall-Grenzen hinweg. Der OPC Client kann Daten von anderen OPC Servern lesen und schreiben. Ein Anwendungsbeispiel ist der Anschluss von SIMATIC-Automatisierungsgeräten. Der OPC Client ist als Optionspaket erhältlich.

  • SICAM Diamond 
    Für die Überwachung der Systemschnittstellen, die Darstellung der Schaltgerätezustände sowie der aktuellen Messwerte und zu weiteren Diagnosezwecken kann SICAM Diamond eingesetzt werden. Neben diesen projektierungs freien Diagnosesichten unterstützt SICAM Diamond die Meldungsprotokollierung in Ereignis- und Alarmlisten sowie die Prozessvisualisierung in Single-Line-Diagrammen und kann damit als einfaches Bedien- und Beobachtungssystem ein gesetzt werden. Meldungen und Messwerte können in Dateien (monatsweise) archiviert werden. SICAM Diamond besteht einerseits aus dem Diamond Server, der in direkter Verbindung mit der SICAM PAS steht und die Daten für den Zugriff mit einem Web-Browser aufbereitet und andererseits dem SICAM Diamond Client als Bedienoberfläche im Kontext des Microsoft Internet Explorer. Auf den Web-Clients muss außer dem Microsoft Internet Explorer keine zusätzliche Software installiert werden. Mit SICAM Diamond kann über das World Wide Web auf Archivdateien und Störschriebe zugegriffen werden. Die Archivdateien können auf dem Web-Client für die Auswertung z. B. mit Microsoft Excel abgespeichert werden. Störschriebe können direkt im Internet Explorer visualisiert werden.

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