SIPROTEC DigitalTwin Presentación a clientes
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SIPROTEC DigitalTwinPrueba virtual de equipos SIPROTEC 5
www.siemens.com/siprotec-digitaltwinUnrestricted © Siemens 2019
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April 20Page 2 Energy Automation Products
SIPROTEC DigitalTwin
❖ Introducción
❖ Detalles del producto
❖ Comentarios de los clientes y beneficios
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April 20Page 3 Energy Automation Products
Mercado: principales factores que
impulsan la revolución de los sistemas
energéticos
Mundo energético
Centrado en
prosumidor
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Descarbonización“Todo el mundo eléctrico” – Fluctuating infeed – e-Mobility
CO2
Generación de energía a traves de renovables
Incremento alrededor del 300% entre 2010 y 2030,
participación de renovables hasta un 40 % en 2030
DescentralizaciónGeneración distribuida – Microgrids – Autonomía energética
Nuevas instalaciones de generación de energía
distribuida
Aumento en mas del150% entre 2010 y 2030
La participación de distribuidos subirá al 67% en 2030
DigitalizaciónConnectividad – 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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“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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Siete elementos de Digitalización –
Digital Twin conecta los mundos físico y virtual
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SIPROTEC DigitalTwin –
La digitalización se encuentra con la energía
Aplicaciones para SIPROTEC basados en la nube
2018
SIPROTEC 5 process bus y subestacion digital
2015
2011SIPROTEC 5 Punto de referencia para protección, Automatización y monitoreo.
2017SIPROTEC 5 IoT conectividad a MindSphere
2019
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Mayores desafíos
Manejo de interrupciones
Agilidad y flexibilidadTiempo y costo
Entrenamiento y mantenimiento
• Validación de nuevos productos,
• Implementación de nuevos esquemas de protección,
• Análisis de fallas muy complicado
• Energización más rápida
• Cortes más cortos (planifcado y no
planificado)
• Ampliación de subestaciones
• Entrenamiento posiblemente es costoso
• Dispositivo de prueba para laboratorio
(costoso)
• Eficiencia de mantenimiento
• Complejidad del Sistema de protección,
• La implementación conlleva tiempo,
• Esfuerzos considerables para pruebas y puesta en
servicio
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Nuestra Solución –
SIPROTEC DigitalTwin
… en minutos
… sin hardware
… sin esfuerzos adicionales
Un gemelo digital del
dispositivo SIPROTEC 5
Simula y prueba
individualmente los
equipos SIPROTEC 5 de
su proyecto…
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SIPROTEC DigitalTwin
Un video de tres minutos dice mas que 1000 palabras…
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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
DigitalTwinMenor costo total
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Diseño
• Conceptos de aplicación y pruebas
• Especificación de diseño
• Aprobaciones
Implementación
• Planeamiento
• Algoritmo
• Ajustes
• Pre-pruebas
Puesta en servicio
• FAT
• SAT (Pruebas en campo)
• Análisis de falla
Operación
• Manejo de relés
• Reproduce COMTRADE
Entrenamiento
• Manejo de relés
• Operadores
• Flexible en cualquier
lugar
Mantenimiento y
servicio
• Análisis de falla
• Reproduce COMTRADE
• Actualización de escenarios
Ahorro de tiempo, aumenta la calidad durante todo el ciclo
de vida de su sistema
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SIPROTEC DigitalTwin
Escenarios de Aplicación
Control Center
Station
Level
Field
Level
Process
Level
Integration in
SICAM systems
Substation
AutomationSICAM
SCC
Human
Machine
Interface
SICAM
PQS
Power Quality
Analysis
DIGSIFirewall
Station busCommunication
Testing of protection interface
DIGSI 5
Online Testing
SICAM
PAS
Process Simulation
Device Testing
Device Training
GOOSE Testing
SIPROTEC
DigitalTwin
Remote Substation
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Beneficios –
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
interrupcionesAgilidad y flexibilidadTiempo y costo
Entrenamiento y
mantenimiento
Detalle de producto
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Visualice e interactúa con el
dispositivo simulado• Operación de dispositivo
• Valores análogos
• Entradas y salidas binarias
Documentación• Reporte
• Logs
DIGSI 5 Prueba Online
y Web Browser• Online CFC
• Descarga Logs y Fault records
• Test sequence
Interfaces de comunicación• IEC 61850
• IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP, Modbus TCP
• Protection Data Interface
Integración de
subestación Sistema de
Automatización• SICAM A8000
• SICAM PAS, SCC and PQS
• 3rd party systems
• Interlockings via GOOSE
Análisis de Falla• COMTRADE replay
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4
1
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SIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de
automatización
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Accede a SIPROTEC DigitalTwin en 5 pasos
Abrir projecto
DIGI 5
1
Exportar
archivo SIM
2
Conexión a la
nube
3
Importar SIM
4
SIPROTEC
DigitalTwin
5
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Ingreso a SIPROTEC DigitalTwin
https://www.siprotec-digitaltwin.siemens.com
Compatible
con los
principales
navegadores
de la web
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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
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Simule un solo dispositivo SIPROTEC 5
• Seleccione solo el dispositivo que sera simulado
• Activa la simulación en modo manual
• El dispositivo es reconocido por
• Nombre del dispositivo
• Código del producto• Direccion IP
• Fecha de importación
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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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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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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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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
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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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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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Visualice e interactúa con el
dispositivo simulado• Operación de dispositivo
• Valores análogos
• Entradas y salidas binarias
Documentación• Reporte
• Logs
DIGSI 5 Prueba Online
y Web Browser• Online CFC
• Descarga Logs y Fault records
• Test sequence
Interfaces de comunicación• IEC 61850
• IEC 60870-5-104
• DNP3 TCP, Modbus TCP
• Protection Data Interface
Integración de
subestación Sistema de
Automatización• SICAM A8000
• SICAM PAS, SCC and PQS
• 3rd party systems
• Interlockings via GOOSE
Análisis de Falla• COMTRADE replay
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SIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de
automatización
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Prueba ONLINE usando DIGSI
Funciones de controlFunciones de
proteccón
Prueba de cableado
• Descarga de eventos y registros de fallas
• Prueba y diagnóstico de funciones
• Prueba ONLINE de CFC
• Secuencias de pruebas (Test sequence)
• Plug & Play
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Web 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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Interfaz 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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April 20Page 29 Energy Automation Products
Integración 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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April 20Page 30 Energy Automation Products
Análisis de fallas
Análisis de fallas
• Uso de archivos COMTRADE
Comentarios de
clientes y beneficios
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April 20Page 32 Energy Automation Products
Beneficios
Ahorre tiempo y aumente la calidad durante todo el ciclo de vida
del sistema
… y todo esto con mayor calidad, flexibilidad y mas confianza del cliente en nuestros
productos y sistemas
Ejemplo de escenario: Análisis de falla, optimización y actualización del sistema
Con
Sin Reproducir fallasMejora la
configuración
Probar nuevo
firmwareSAT
Reduce significativamente
tiempo de interrupción / tiempo de operación
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April 20Page 33 Energy Automation Products
Beneficios
Reducción de costos de inversión para uso en laboratorio de
pruebas
External costs
Licencia SIPROTEC DigitalTwin
-
-
(Virtual)
-
-
-
-
Equipos de pruebas
Lab Espacio & costos
Cableado
Actualización (CPU,
modulos, tipos)
Gastos de viajes
Costos de envíos/
Garantias
Modulos de inyección
• 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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April 20Page 34 Energy Automation Products
Comentarios 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 “Con SIPROTEC DigitalTwin, puedo hacer demostraciones de los
dispositivos a mis clientes en la versión que se ajuste exactamente
sin tener dispositivos en el sitio.”
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
probarlo y analizarlo desde mi oficina con exactamente el mismo
hardware. Eso lo hace agradable y eficiente.”
1 “Como EPC, puedo planificar, diseñar y probar mi sistema
completo de automatización de estaciones sin tener que pedir un
solo dispositivo por adelantado. Tan pronto como todo esté en su
lugar, ordeno a tiempo los dispositivos que se ajustan exactamente
al sistema. Esto me da seguridad y ahorro dinero.”
2
3
Preventas y Diseño1
Implementación2
Comisionamiento3
Operación4
Entrenamiento5
Mantenimiento &
Servicio6
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April 20Page 35 Energy Automation Products
Comentarios 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.
Especialmente útil es la simulación de señales de proceso y la inclusión de
información GOOSE.
3 Puedo implementar la puesta en marcha del sistema mucho más rápido, ya
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.
2
Como parte de las aprobaciones de dispositivos, puedo realizar la prueba
completa con SIPROTEC DigitalTwin sin tener dispositivos en el sitio y
tener que conectarlos. Luego llevo a cabo una prueba final corta en un
dispositivo real..
1
3 Como ingeniero de puesta en servicio, estoy viajando mucho y no siempre
tengo el hardware adecuado conmigo. Con SIPROTEC DigitalTwin puedo
probar fácilmente la ingeniería completa desde cualquier lugar con DIGIS 5
y acceso a Internet6
Preventas y Diseño1
Implementación2
Comisionamiento3
Operación4
Entrenamiento5
Mantenimiento &
Servicio6
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April 20Page 36 Energy Automation Products
Comentarios 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
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
simple”.
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
hasta la fecha. Con SIPROTEC 5 DigitalTwin es mucho más fácil y económico
hacerlo por adelantado en el departamento de ingeniería.
2 “Como fabricante de tableros, siempre pedimos los dispositivos SIPROTEC
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
especialmente la automatización por adelantado en la oficina sin el
hardware. Una breve prueba final en el sistema es suficiente.”
3
Preventas y Diseño1
Implementación2
Comisionamiento3
Operación4
Entrenamiento5
Mantenimiento &
Servicio6
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April 20Page 37 Energy Automation Products
Beneficios –
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
interrupcionesÁgil y flexibleTiempo y Costo
Entrenamiento y
mantenimiento
Conclusión
The SIPROTEC DigitalTwin has the great benefit that you always
have the protection device you need in your pocketHans Kristian Muggerud,
Technical Supervisor, Norway
SIPROTEC DigitalTwin –
Pruebas virtuales de dispositivos de protección SIPROTEC 5 en la
nube
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SIPROTEC DigitalTwinGracias!
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