SIPROTEC DigitalTwin Prueba virtual de equipos SIPROTEC 5 - Digital Asset ...
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SIPROTEC DigitalTwin Prueba virtual de equipos SIPROTEC 5 Unrestricted © Siemens 2019 www.siemens.com/siprotec-digitaltwin
SIPROTEC DigitalTwin
❖ Introducción
❖ Detalles del producto
❖ Comentarios de los clientes y beneficios
Unrestricted © Siemens 2020
Page 2 April 20 Energy Automation Products
Mercado: principales factores que
impulsan la revolución de los sistemas
energéticos
Descarbonización
“Todo el mundo eléctrico” – Fluctuating infeed – e-
Mobility
Generación de energía a traves de renovables
CO2 Incremento alrededor del 300% entre 2010 y 2030,
participación de renovables hasta un 40 % en 2030
Descentralización
Generación distribuida – Microgrids – Autonomía
Mundo energético energética
Centrado en Nuevas instalaciones de generación de energía
distribuida
prosumidor
Aumento en mas del150% entre 2010 y 2030
La participación de distribuidos subirá al 67% en 2030
Digitalización
Connectividad – Edge computing – End-to-end
Principales empresas industriales utilizarán
avatares virtuales.
Para 2021, la mitad de las principales empresas
industriales utilizarán avatares virtuales, lo que
generará ganancias de productividad de hasta el
10%.
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Page 3 April 20 Energy Automation Products
“Digital Twin” –
Una copia virtual de un dispositivo físico
• Digital twin integra todos los datos, modelos y otra información de
un dispositivo físico generado durante la ingeniería, la puesta en
marcha, la operación o el servicio.
• El papel de DiitalTwin es predecir y optimizar el rendimiento de
un dispositivo físico (ya sea para diseño, producción u operación).
Para este propósito utilizamos métodos de simulación y / o
métodos basados en datos.
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Page 4 April 20 Energy Automation Products
Siete elementos de Digitalización – Digital Twin conecta los mundos físico y virtual Unrestricted © Siemens 2020 Page 5 April 20 Energy Automation Products
SIPROTEC DigitalTwin –
La digitalización se encuentra con la energía
SIPROTEC 5 Aplicaciones para
process bus y SIPROTEC basados
subestacion digital en la nube
2015 2018
2011 2017 2019
SIPROTEC 5 SIPROTEC 5 IoT
Punto de referencia conectividad a
para protección, MindSphere
Automatización y
monitoreo.
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Page 6 April 20 Energy Automation Products
Mayores desafíos
Tiempo y costo Agilidad y flexibilidad
• Complejidad del Sistema de protección, • Validación de nuevos productos,
• La implementación conlleva tiempo, • Implementación de nuevos esquemas de protección,
• Esfuerzos considerables para pruebas y puesta en • Análisis de fallas muy complicado
servicio
Entrenamiento y mantenimiento
Manejo de interrupciones
• Energización más rápida • Entrenamiento posiblemente es costoso
• Cortes más cortos (planifcado y no • Dispositivo de prueba para laboratorio
planificado) (costoso)
• Ampliación de subestaciones • Eficiencia de mantenimiento
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Page 7 April 20 Energy Automation Products
Nuestra Solución –
SIPROTEC DigitalTwin
Un gemelo digital del
dispositivo SIPROTEC 5 … en minutos
… sin hardware
Simula y prueba … sin esfuerzos adicionales
individualmente los
equipos SIPROTEC 5 de
su proyecto…
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Page 8 April 20 Energy Automation Products
SIPROTEC DigitalTwin Un video de tres minutos dice mas que 1000 palabras… Unrestricted © Siemens 2020 Page 9 April 20 Energy Automation Products
Nuestra Solución –
Siprotec DigitalTwin
Prueba virtual de relés de protección SIPROTEC 5 en la nube
Con SIPROTEC Digital Twin puede probar la ingeniería del Sistema de automatización en la nube, en
paralelo o antes de configurar el hardware real.
Reduce significativamente el tiempo de ingreso en operación.
Todos los relés que se probarán desde una bahía o una subestación completa se configuran
prácticamente en minutos!
Los tres pasos para el éxito
• Cargue sus datos de ingeniería y sus casos de prueba automatizados
• Simule y pruebe su Sistema de automatización
• Obtenga informe de prueba de su Sistema de ingeniería
SIPROTEC
DigitalTwin
Menor costo total
Unrestricted © Siemens 2020
Page 10 April 20 Energy Automation ProductsAhorro de tiempo, aumenta la calidad durante todo el ciclo
de vida de su sistema
Diseño
Mantenimiento y
servicio • Conceptos de aplicación y pruebas
• Análisis de falla • Especificación de diseño
• Reproduce COMTRADE • Aprobaciones
• Actualización de escenarios
Implementación
Entrenamiento
• Planeamiento
• Manejo de relés
• Algoritmo
• Operadores
• Ajustes
• Flexible en cualquier
• Pre-pruebas
lugar
Operación Puesta en servicio
• Manejo de relés • FAT
• Reproduce COMTRADE • SAT (Pruebas en campo)
Unrestricted © Siemens 2020 • Análisis de falla
Page 11 April 20 Energy Automation ProductsSIPROTEC DigitalTwin
Escenarios de Aplicación
Control Center SIPROTEC
Integration in DigitalTwin
SICAM systems
Firewall SICAM Substation SICAM Human SICAM Power Quality DIGSI 5 DIGSI
Station PAS Automation SCC
Machine
PQS Analysis Online Testing
Interface
Level
Communication Station bus
Remote Substation
GOOSE Testing
Field Process Simulation
Device Testing Testing of protection interface
Level Device Training
Process
Level
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Page 12 April 20 Energy Automation ProductsBeneficios –
La propuesta para el cliente
Pruebas del sistema de automatización de energía en minutos, sin hardware y sin esfuerzo adicional.
• Simulación y validación de las propiedades del producto.
• Energización más rápida de nuevos sistemas gracias a que los proyectos se pueden desarrollar en tiempos
cortos.
• Aumenta la calidad de la ingeniería
• Pruebas virtuales antes del inicio de la puesta en servicio.
• Menores tiempos de puesta en servicio
• Reduce el tiempo de corte gracias a que se pueden realizar pruebas preliminares.
• Capacitaciones eficientes al personal de operaciones
• Análisis de fallas en menos tiempo.
Gestion de Entrenamiento y
Tiempo y costo Agilidad y flexibilidad
interrupciones mantenimiento
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Page 13 April 20 Energy Automation ProductsDetalle de producto
SIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de
automatización
Visualice e interactúa con el DIGSI 5 Prueba Online
dispositivo simulado y Web Browser
• Operación de dispositivo 1 2 • Online CFC
• Valores análogos • Descarga Logs y Fault records
• Entradas y salidas binarias • Test sequence
Documentación Interfaces de comunicación
• Reporte 6 3
• IEC 61850
• Logs • IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP, Modbus TCP
• Protection Data Interface
Integración de
Análisis de Falla 5 4 subestación Sistema de
• COMTRADE replay Automatización
• SICAM A8000
• SICAM PAS, SCC and PQS
• 3rd party systems
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Page 15 April 20
• Interlockings via GOOSEEnergy Automation ProductsAccede a SIPROTEC DigitalTwin en 5 pasos
1 2 3 4 5
Abrir projecto Exportar Conexión a la Importar SIM SIPROTEC
DIGI 5 archivo SIM nube DigitalTwin
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Page 16 April 20 Energy Automation Products3 Ingreso a SIPROTEC DigitalTwin
https://www.siprotec-digitaltwin.siemens.com
Compatible
con los
principales
navegadores
de la web
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Page 17 April 20 Energy Automation Products4 Importar el archivo de configuración SIM desde DIGSI 5 • Agregue varios dispositivos importando el archivo SIM • El archivo SIM puede ser actualizado/sobre - escrito • Los archivos SIM incluyen el archivo TEAX para mostrar textos de entrada/salida y LED Unrestricted © Siemens 2020 Page 18 April 20 Energy Automation Products
4 Simule un solo dispositivo SIPROTEC 5
• Seleccione solo el dispositivo que sera simulado • El dispositivo es reconocido por
• Activa la simulación en modo manual • Nombre del dispositivo • Direccion IP
• Código del producto • Fecha de importación
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Page 19 April 20 Energy Automation Products5 Visualice e interactúe con un solo dispositivo simulado –
Operación del dispositivo
• Vista del dispositivo
• Operación vía el panel frontal del SIPROTEC 5
• Prueba de todos los algoritmos de protección
• Prueba de lógicas programables (CFC)
• Interacción con otros dispositivos
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Page 20 April 20 Energy Automation Products5 Visualice e interactúe con un dispositivo simulado –
Valores análogos
• Inyección de valores análogos (I/V)
• Ajustar las amplitudes para las 3 fases
• Ajuste para fases simétricas
• Cálculo automático de I4 y V4 (Neutro)
• Visualización vectorial
• Definición de perfiles binarios y análogos
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Page 21 April 20 Energy Automation Products5 Visualice e interactúe con un dispositivo simulado –
Valores análogos
• Vista de entradas y salidas disponibles
• Visualización del estado de entradas y salidas y
contacto de vida.
• Ajuste de binarias
• Definición de perfiles de binarias y análogas
• Numeración según DIGSI 5, por ejemplo B.O.
3.2.
• Visualización de textos
• Ocultar salidas binarias no utilizadas
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Page 22 April 20 Energy Automation Products5 Cableado virtual entre equipos simulados
• Cableado virtual desde salidas binarias a
entradas binarias.
• Es posible 1 salida binaria a varias entradas
binarias o varios equipos
• Lazo cerrado al mismo dispositivo simulado
(por ejemplo para verificar comportamiento
básico de equipo primario)
• Cableado entre varios dispositivos
• Matriz donde es possible verificar el cableado
entre dispositivos
Ejemplo del registro operacional (operational log)
para una aplicación de prueba de control (vía
display frontal o 61850 MMS) basado en un
cableado en lazo cerrado virtual del mismo
dispositivo
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Page 23 April 20 Energy Automation Products5 Reproducción de archivos COMTRADE
• Archivo COMTRADE estándar (1999, 2013)
puede ser:
• Cargados a digitalTwin
• Configurados a entradas binarias, voltaje y
corriente de uno o varios dispositivos simulados.
• Reproducirlos en los dispositivos
• Fuente del archivo COMTRADE:
• Dispositivo de protección real (análisis de
fallas)
• Herramientas de pruebas (PSS SINCAL,
RTDS, Omicron Test Universe, etc.)
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Page 24 April 20 Energy Automation ProductsSIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de
automatización
Visualice e interactúa con el DIGSI 5 Prueba Online
dispositivo simulado y Web Browser
• Operación de dispositivo 1 2 • Online CFC
• Valores análogos • Descarga Logs y Fault records
• Entradas y salidas binarias • Test sequence
Documentación Interfaces de comunicación
• Reporte 6 3
• IEC 61850
• Logs • IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP, Modbus TCP
• Protection Data Interface
Integración de
Análisis de Falla 5 4 subestación Sistema de
• COMTRADE replay Automatización
• SICAM A8000
• SICAM PAS, SCC and PQS
• 3rd party systems
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Page 25 April 20
• Interlockings via GOOSEEnergy Automation ProductsPrueba ONLINE usando DIGSI
• Descarga de eventos y registros de fallas
• Prueba y diagnóstico de funciones
• Prueba ONLINE de CFC
• Secuencias de pruebas (Test sequence)
• Plug & Play Prueba de cableado
Funciones de control Funciones de
proteccón
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Page 26 April 20 Energy Automation ProductsWeb Browser
Monitoreo de
• Información del dispositivo
• Ajustes
• Medidas
• Eventos
Descarga de
• Eventos en formato CSV o
COMFEDE
Seguridad
• Conexión https
• Acceso definido por puerto
• Control de acceso basado
en roles (RBAC)
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Page 27 April 20 Energy Automation ProductsInterfaz de comunicación
Interfaces de comunicación…
• IEC 61850
• IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP, Modbus TCP
Interfaz de protección (PI)
• Establecer comunicación
• Prueba de función diferencial de línea (87L)
• Mensajes enviados por medio de PI
PMU
VPN
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Page 28 April 20 Energy Automation ProductsIntegración a un sistema de automatización
Integración a un Sistema de automatización:
• SICAM A8000
• SICAM PAS
• SICAM PQS
• SICAM SCC
Simulación de GOOSE IEC 61850
• Mensajería puede ser enviada por medio de GOOSE
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Page 29 April 20 Energy Automation ProductsAnálisis de fallas
Análisis de fallas
• Uso de archivos COMTRADE
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Page 30 April 20 Energy Automation ProductsComentarios de clientes y beneficios
Beneficios
Ahorre tiempo y aumente la calidad durante todo el ciclo de vida
del sistema
Ejemplo de escenario: Análisis de falla, optimización y actualización del sistema
Mejora la Probar nuevo
Sin Reproducir fallas SAT
configuración firmware
Reduce significativamente
tiempo de interrupción / tiempo de operación
Con
… y todo esto con mayor calidad, flexibilidad y mas confianza del cliente en nuestros
productos y sistemas
Unrestricted © Siemens 2020
Page 32 April 20 Energy Automation ProductsBeneficios
Reducción de costos de inversión para uso en laboratorio de
pruebas
Lab Espacio &
costos -
Modulos de -
inyección
Cableado -
(Virtual)
Licencia
Equipos de
pruebas SIPROTEC
DigitalTwin
Costos de Actualización
(CPU,
envíos/
modulos, - -
Garantias tipos)
Gastos de
External viajes -
costs
• Reduzca sus inversiones CAPEX de laboratorio de pruebas en un 80%
• Probar dependencias externas y reducer costos externos en un 100 %
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Page 33 April 20 Energy Automation ProductsComentarios de clientes y beneficios –
Qué dicen nuestros clientes acerca de Digital Twin
5 “Como participante en la capacitación, siempre puedo trabajar con
el dispositivo correcto que se adapte a mi aplicación.” 1 Preventas y Diseño
1 “Con SIPROTEC DigitalTwin, puedo hacer demostraciones de los
dispositivos a mis clientes en la versión que se ajuste exactamente 2 Implementación
sin tener dispositivos en el sitio.”
3 Comisionamiento
1 “Como EPC, puedo planificar, diseñar y probar mi sistema
completo de automatización de estaciones sin tener que pedir un
2 solo dispositivo por adelantado. Tan pronto como todo esté en su 4 Operación
lugar, ordeno a tiempo los dispositivos que se ajustan exactamente
3 al sistema. Esto me da seguridad y ahorro dinero.” 5 Entrenamiento
6 “Como ingeniero de servicio, puedo leer los datos exactos del
campo a través de DIGSI 5 en caso de falla de la red y luego 6 Mantenimiento &
probarlo y analizarlo desde mi oficina con exactamente el mismo
Servicio
hardware. Eso lo hace agradable y eficiente.”
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Page 34 April 20 Energy Automation ProductsComentarios de clientes y beneficios –
Qué dicen nuestros clientes acerca de Digital Twin
2 Al crear funciones de automatización (CFC), puedo probarlas con el
dispositivo que se ajuste exactamente de manera inmediata. 1 Preventas y Diseño
Especialmente útil es la simulación de señales de proceso y la inclusión de
información GOOSE.
1 Como parte de las aprobaciones de dispositivos, puedo realizar la prueba 2 Implementación
completa con SIPROTEC DigitalTwin sin tener dispositivos en el sitio y
2 tener que conectarlos. Luego llevo a cabo una prueba final corta en un
3 Comisionamiento
dispositivo real..
3 Puedo implementar la puesta en marcha del sistema mucho más rápido, ya 4 Operación
que la parametrización del dispositivo y la integración en la automatización
de la estación ya han sido probados. Esto nos ahorra tiempo y dinero y nos
permite volver a poner en funcionamiento el sistema rápidamente. 5 Entrenamiento
Como ingeniero de puesta en servicio, estoy viajando mucho y no siempre 6 Mantenimiento &
3 Servicio
tengo el hardware adecuado conmigo. Con SIPROTEC DigitalTwin puedo
6 probar fácilmente la ingeniería completa desde cualquier lugar con DIGIS 5
y acceso a Internet
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Page 35 April 20 Energy Automation ProductsComentarios de clientes y beneficios –
Qué dicen nuestros clientes acerca de Digital Twin
3 “Especialmente cuando se prueban y ponen en servicio aplicaciones
diferenciales de línea, los dispositivos y sistemas a menudo están lejos 1 Preventas y Diseño
unos de otros. IBS requiere mucho tiempo y personal. Con el SIPROTEC
DigitalTwin, puedo probarlos muy fácilmente por adelantado desde la
oficina. Probar la interfaz de protección y los mensajes también es muy 2 Implementación
simple”.
2 “Como fabricante de tableros, siempre pedimos los dispositivos SIPROTEC
3 Comisionamiento
5 a tiempo para su instalación en el tablero. Para ahorrar costos,
integramos más y más funciones de automatización en los dispositivos. Con
el SIPROTEC 5 DigitalTwin podemos verificar la parametrización y 4 Operación
3
especialmente la automatización por adelantado en la oficina sin el
hardware. Una breve prueba final en el sistema es suficiente.”
5 Entrenamiento
2 La integración y prueba de los dispositivos de protección en la automatización
de la estación con enclavamiento e interfaz del sistema ha sido muy compleja 6 Mantenimiento &
hasta la fecha. Con SIPROTEC 5 DigitalTwin es mucho más fácil y económico Servicio
hacerlo por adelantado en el departamento de ingeniería.
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Page 36 April 20 Energy Automation ProductsBeneficios –
Propuesta de valor para el cliente
Pruebas del sistema de automatización en minutos, sin hardware y sin esfuerzo adicional.
• Simulación y validación de las propiedades del producto
• Energización más rápida de nuevos sistemas gracias a una vida útil más corta del proyecto.
• Incremento en la calidad de la ingeniería
• Pruebas virtuales antes del inicio de la puesta en servicio.
• Tiempos de puesta en Servicio mas cortos
• OPEX reducido con salidas del sistema más cortas para mayor disponibilidad gracias a mejores pruebas
preliminares
• Capacitaciones eficientes y escalables en el trabajo.
• Análisis de fallas rápido y realista al reproducir fácilmente el comportamiento de productos y sistemas
Gestión de Entrenamiento y
Tiempo y Costo Ágil y flexible
interrupciones mantenimiento
Unrestricted © Siemens 2020
Page 37 April 20 Energy Automation ProductsConclusión
SIPROTEC DigitalTwin –
Pruebas virtuales de dispositivos de protección SIPROTEC 5 en la
nube
The SIPROTEC DigitalTwin has the great benefit that you always
have the protection device you need in your pocket
Hans Kristian Muggerud,
Technical Supervisor, NorwayDisclaimer! Subject to changes and errors. The information given in this document only contains general descriptions and/or performance features which may not always specifically reflect those described, or which may undergo modification in the course of further development of the products. The requested performance features are binding only when they are expressly agreed upon in the concluded contract. All product designations, product names, etc. may contain trademarks or other rights of Siemens AG, its affiliated companies or third parties. Their unauthorized use may infringe the rights of the respective owner.
SIPROTEC DigitalTwin Gracias! Unrestricted © Siemens 2020 siemens.com/digitalgrid
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