Гидроэлектростанция «Итайпу», чудо инженерной мысли стоимостью более 15 миллиардов долларов США, расположена на реке Паране на границе Бразилии и Парагвая. Одним из направлений деятельности технопарка «Итайпу» является работа центра передовых исследований в области безопасности гидротехнических сооружений. Исследования проводятся по шести направлениям, одно из которых – работа с базой данных, где активно задействованы клиентские приложения компании OSIsoft. Подробности в статье!

1. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Presented by
Система аварийного
мониторинга состояния
ГТС на плотине Итайпу на
базе PI System
Airton Bordin Junior
Roger Daniel Ferreira
Ladislao Aranda Arriola

2. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Содержание
• О плотине Итайпу
• Бизнес-задачи
• PI System в технопарке "Итайпу"
• Решение
• Инструменты PI System
• Результаты
• Дальнейшие шаги
• Заключение
2

3. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
О плотине
Итайпу
3

4. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Плотина Итайпу
• Крупнейшая ГЭС в мире
• Установленная мощность -
14 ГВт. 20 генераторов
мощностью по 700 МВт
каждый
• В 2013 году произведено
98,630,035 кВтч
4

5. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
ITAIPU Binacional
ГЭС поставляет 75,2%
электроэнергии,
потребляемой в Парагвае
ГЭС поставляет 16.8%
электроэнергии,
потребляемой в Бразилии
5

6. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Технопарк "Итайпу"
• Основан в 2003 году
• 300 сотрудников
• Инновационная площадка дляразработки
новых проектов
–Общение специалистов
–Получение прибыли и создание рабочих мест
–Распространение знаний
–Передача технологий
• Бизнес-инкубаторы
• 3 государственные университета
6

7. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Технопарк "Итайпу"
7
2003 2013
Общая площадь: 116 гектар Площадь сооружений: 38,914 м²

8. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Научно-
технические
исследования
+CEASB
8

9. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
CEASB
• Центр передовых исследований вобласти
безопасности плотин
• Программа технопарка "Итайпу“
• Исследования проводятся в 6направлениях
• База данных: проекты, в которыхзадействована PI
System
– 20 специалистов, прошедших специальное обучение
9

10. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Направления
исследований
База данных
Simulation??
3D-
моделирование
Геотехнологии
Повышенная
надежность
Контрольно-
измерительная
аппаратура
CEASB
10

11. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
CEASB
11
Направления
исследований
База данных
Simulation??
3D-
моделирование
Геотехнологии
Повышенная
надежность
Контрольно-
измерительная
аппаратура

12. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Бизнес-задачи
12

13. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Бизнес-задачи
• Мониторинг состояния ГТС на
плотине. Параметры плотины
"Итайпу": 8 км в длину, 185 м в
высоту. 2,700 контрольно-
измерительных приборов
• Выявление возможных
отклонений в поведении
плотины
• Автоматическая обработка
показаний приборов
13

14. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Бизнес-задачи
• Аварийный мониторинг
• Оповещения специалистов в
режиме реального времени
• Помощь специалистам в
принятии решений
14

15. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
1 – Водоем
2 – Обводной канал
3 – Нижний бьеф
Q – Правая земляная
плотина
A– Водосброс
D – Левый обводной канал
E – Правая дамба
F – Основное тело плотины
H – Водозаборное
сооружение
I – Левая дамба
K – Каменная плотина
L – Левая земляная плотина
U – ГЭС
15
План строительной конструкции плотины
Итайпу

16. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI System и
мониторинг
состояния
сооружений на
плотине "Итайпу"
16

17. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI System на плотине "Итайпу"
17
Ручной
ввод
данных
Автоматическое
поступление
данных

18. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI System для мониторинга состояния
ГТС на плотине
• 70 000 тегов,хранящих информацию о
фактическом состояниигидротехнических
сооружений
• С 2002 года накоплено 700 гигабайт данных
• Для мониторинга состояния ГТС
используются 19 типов контрольно-
измерительных приборов
18

19. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Контрольно-измерительная
аппаратура
19
Пьезометр
Пьезометр
Водоотводный
канал
Экстензóметр
Основание
экстензóметра
Пьезометр

20. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Типы контрольно-измерительных приборов
Основание плотины Тело плотины
Геодезические
приборы
PIEZÔMETRO
EXTENSOMETRODEHASTE
TRIORTOGONAL
MEDIDORDEVAZÃO
MEDIDORDEASSENTAMENTO
QUANT.INSTRUMENTOS
DRENOS
DEFORMÍMETRO
MEDIDORDEJUNTAELÉTRICO
TENÔMETRO
TENSÔMETROP/ARMADURA
BASEDEALONGÂMETRO
PÊNDULO
COORDINOMETRO
PARESDEPINOS
TERMOMETRO
TRIORTOGONAL
DRENOS
ALVOS
MARCOS
TOTALDEINSTRUMENTOS
661 136 22 51 9 879 4346 261 58 66 16 645 63 6 99 139 399 949 20 141 2792
20

21. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Контрольно-измерительная
аппаратура
• Большая часть контрольно-измерительных
приборов установлена наключевых блоках
• Ключевые блоки классифицируются инженерами
в зависимостиот их технических характеристик
–Высота
–Расположение блока
–Тип основания
21

22. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Ключевой блок
22

23. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Решение: система аварийного
мониторинга состояния
гидротехнических сооружений
на базе PI System
23

24. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Решение
• Анализ показаний приборов
• Обработка информации
• Применение метода дерева анализа ошибок
• Создание и отправка оповещений специалистам
– E-mail
– SMS
24

25. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Архитектура решения
25
Оповещения
Оранжевый
Зеленый
Желтый
Красный

26. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Решение
Задействованные компоненты PI System:
– PI Server 2012
– PI System Management Tools
– PI Asset Framework
– PI Advanced Computing Engine
– PI Notification
– PI SDK (AFSDK)
– PI Performance Equation
26

27. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI Asset
Framework (PI AF)
27

28. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI Asset Framework
• В PI Asset Framework функции анализа
данных реализованы с помощью дерева
анализа ошибок
• Дерево анализа ошибок
–60-е гг., метод создан корпорацией Bell Laboratories для оценки показателей безопасности в
системах контроля запуска
–Системный анализ ошибок и их последствий
–Метод предотвращения и исправления ошибок
28

29. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Дерево анализа ошибок– PI AF
• Мы используем PI AF из-за его иерархической структуры
иреализовали в нем дерево анализа ошибок для блоков
плотины
• Дерево анализа ошибок позволяет отслеживать состояние
сооружений плотины в реальном времени
• Уровни оповещений соответствуют уровням важности
событий
• Оповещениям заданы цвета в соответствии с уровнем
важности
29

30. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Пример дерева отказов
30
Риск смещения
основания
Критическое увеличение
деформации
Экстензометр1
Экстензометр 2
Экстензометр 3
Критическое увеличение
вертикальной
деформации
Пьезометр X
Пьезометр Y
Логическое
«И»
Логическое
«ИЛИ»
Логическое «И»

31. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Анализ дерева отказов – PI AF
31

32. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Уведомления – уровень тревог
Нормальный
Превышение макс.
значения за год
Превышение макс.значения
за всю историю
Превышение проектного
предела
Недостаток данных

33. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI Notifications
33

34. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI Notifications
• В PI Notifications задаются элементы, для
которых создаютсяуведомления;
• Задаются конкретные условия и аварийно-
предупредительныезначения (условия);
• Задаются контактные данные получателей
уведомлений(подписчики на уведомление);
• Анализ целевых элементов в нашем проекте
выполняетсякаждые 30 минут
34

35. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
PI Notifications
35

36. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Контактные данные получателей уведомлений
36

37. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Отправка
уведомлений
специалистам
37

38. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Уведомления
• Специалист получает на электронную почту сообщение,
содержащее подробную информацию, которая облегчает
принятие решений
• В сообщении есть ссылка, позволяющая получить доступ
к более подробной информации о неисправности:
– Полный путь, ведущий к неисправности
– Исторические данные по тегам, относящимся к неисправности
– Расположение контрольно-измерительных приборов
38

39. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Пример уведомления, полученного
на электронную почту
39

40. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
WEB GUI – Javascript + PI AFSDK
40

41. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Оповещения
41

42. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Расположение контрольно-измерительных
приборов
42

43. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC. 43
Доступ к данным с мобильного устройства

44. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Демо
44

45. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC. 45

46. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Результаты
46

47. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Результаты
• Система используется для мониторинга
состояниягидротехничеких сооружений плотины «Итайпу»
• Автоматически созданныеуведомления
отправляютсяответственным специалистам
• Реагирование на неисправности
происходитнезамедлительно
• Система позволяет проводить подробный анализлюбых
отклонений, что помогает специалистам припринятии
решений
• Гарантия безопасности и более эффективногомониторинга
состояния сооружений
47

48. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Дальнейшие
шаги
48

49. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Дальнейшие шаги
• Возможность создания оповещений со статусом
«обработано»
• Разработка модуля статистического анализа с
использованием PI Advanced Computing Engine
49

50. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Заключение
50

51. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
• Система позволяет производить
мониторинг состояния ГТС
• Принятие действенных решений в
режиме реального времени
• Автоматическое создание и отправка
уведомлений специалистам
• Повышенный уровень безопасности
плотины
Решение Результаты и преимущества
Мониторинг состояния сооружений плотины "Итайпу" с
использованием PI System
Бизнес-задачи
• Мониторинг состояния
сооружений
• Создание уведомлений
• Отправка сообщений
ответственным специалистам
51
“В ходе использования PI System мы стали больше
внимания уделять предупреждению возникновения
неисправностей”

52. © Copyright 2014 OSIsoft , LLC.
Brought to you by