Siemens PCS 7 ja IEC 61850

Abstract

Opinnäytetyössä tarkasteltiin IEC 61850 -standardin hyödyntämistä voimalaitosympäristössä osana Siemens SIMATIC PCS 7 -automaatiojärjestelmää ja sen PowerControl-kirjastoa. Työn tilasi Insta Automation Oy, ja työn tavoitteena on laatia selkeä konfigurointi- ja parametrointiohje, jonka avulla sähköjärjestelmän suojaus- ja ohjauslaitteet voidaan integroida yhtenäisesti PCS 7 -järjestelmään.

IEC 61850 on kansainvälinen standardi, joka mahdollistaa reaaliaikaisen tiedonvaihdon ja yhteensopivuuden eri valmistajien laitteiden välillä. Siemens PowerControl laajentaa PCS 7 -järjestelmän toiminnallisuutta kattamaan myös sähkönjakelun automatiikkaan, jolloin sähkö- ja prosessivalvonta voidaan toteuttaa yhtenäisessä toimintaympäristössä. Etuja ovat yhtenäinen käyttöliittymä, nopea vianmääritys ja parantunut tiedon näkyvyys koko laitostasolla.

Työssä tarkasteltiin IEC 61850 -standardin rakennetta, PowerControl-kirjaston lohkoja sekä Station Gatewayn roolia tiedonsiirrossa. Lisäksi tutkittiin DBA-työkalun käyttöä IED-laitteiden tuontiin ja osoitteistoon. Suoritetuissa laboratoriotesteissä määriteltiin PCS 7 -ympäristön yhteydet ja raportointirakenteet.

Tuloksena saatiin kattava ja käytännöllinen opas, joka mahdollistaa tehokkaan ja luotettavan sähköautomaation integroinnin prosessinohjaukseen ja valvontaan. Työn tuloksia voidaan hyödyntää tulevissa PowerControl-projekteissa ja tukena uusien voimalaitosten ja teollisuuslaitosten automaatioratkaisujen suunnittelussa.

This thesis examined the utilization of the IEC 61850 standard in a power plant environment as part of Siemens SIMATIC PCS 7 automation system and its PowerControl library. The work was commissioned by Insta Automation Oy, and the goal was to prepare a clear configuration and parameterization guide that would allow the protection and control devices of the power system to be integrated uniformly into the PCS 7 platform.

IEC 61850 is an international standard that enables real-time data exchange and compatibility between devices from different manufacturers. Siemens PowerControl extends the functionality of the PCS 7 system to also cover electricity distribution, allowing electrical and process monitoring and control to be implemented in a unified operating environment. The advantages of the solution are a unified user interface, faster troubleshooting, and improved information visibility at the plant-wide level.

The work examined the structure of the IEC 61850 protocol, the blocks of the PowerControl library, and the role of the Station Gateway in data transfer. In addition, the use of the DBA tool for importing and addressing IEDs was examined. The testing carried out defined the connections and reporting structures in the PCS 7 environment.

The result was a comprehensive and practical guide that enables the integration of efficient, scalable and reliable electrical automation into process control. The results of the work can be utilized in future PowerControl projects and as support for the design of automation solutions for new power plants and industrial plants.