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30 ABB Technik2/2004
Die ABB IndustrialIT-Architektur
bietet Anwendern die Möglichkeit,
auf Informationen zu jedem unter-
stützten Prozess zuzugreifen. Im
Bereich der Energieversorgung
könnten dies zum Beispiel geo-
grafische Informationen sein, die
den Netzbetreibern einen Über-
blick über wichtige räumlich-geo-
grafische Aspekte ihres Netzes
liefern. ABB bietet dieser Kunden-
gruppe nun ein verbessertes
Integrationskonzept durch die
Unterstützung des geografischen
Informationssystems von ESRI.
Um zu verstehen, was die Integrationeines geografischen Informations-
systems (GIS) bedeutet, lohnt es sich,einen genaueren Blick auf die GIS-Soft-ware und ihre Funktionalitäten zu werfen.
Was ist GIS?Einfach ausgedrückt kombiniert ein GISInformationen über einen Ort auf unter-schiedlichen Ebenen, um dem Anwenderein besseres Bild von diesem Ort zu ver-mitteln. Ein GIS ist eine Kartierungssoft-ware, die Informationen über die Lageund die Beschaffenheit von Objektenmiteinander verknüpft. Im Gegensatz zueiner Landkarte aus Papier, die nur die
Im Gegensatz zu einer Papierlandkarte, die nur die sichtbaren Informationen enthält,kann eine GIS-Karte mehrere Informationsebenen kombinieren.
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ZukunftJan Bugge, Danny Julian, Lars Gundersen, Mitchell Garnett
Die Landkarte der
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Informationen enthält, die unmittelbar zusehen sind, kombiniert eine GIS-Kartemehrere Informationsebenen .
Wie diese Informationsebenen mitein-ander kombiniert werden, hängt vomjeweiligen Verwendungszweck ab. Wäh-rend ein Anwender den besten Standortfür ein neues Geschäft sucht, möchte einanderer vielleicht Umweltschäden analy-sieren, und wieder ein anderer suchtnach Mustern in der Verbrechensstatistikeiner bestimmten Stadt .
Wie bei einer Papierlandkarte findet manauf einer mit einem GIS erstellten digita-len Karte Punkte, die Städte und Ort-schaften darstellen, Linien für Straßenund Flächen für Seen und Wälder. DerUnterschied besteht darin, dass hier dieInformationen aus einer Datenbankstammen und dem Anwender nur aufWunsch angezeigt werden. In dieserDatenbank ist die Lage der Punkte, dieLänge der Straßen und die Ausdehnungder Flächen, z.B. von Seen, gespeichert.
Jede einzelne Information befindet sichauf einer bestimmten Ebene, die der An-
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Wie die Informationsebenen miteinander kombiniert werden,hängt von der Absicht des Anwenders ab.
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Water featuresGPS database
Zoningdesignations
Community disastervolunteers
Digitalorthophotos
Hardscapeinventory
Flood hazard zone
wender nach Wunsch ein- oder ausblen-den kann. Eine Ebene kann zum Beispielalle Straßen innerhalb eines Gebiets ent-halten, während eine zweite Ebene alleSeen und eine dritte alle Städte in dembetreffenden Gebiet darstellt.
Der Hauptvorteil eines GIS gegenüberPapierlandkar-ten liegt in derMöglichkeit fürden Anwender,gezielt die be-nötigten Infor-mationen aus-zuwählen [1].
Das Statnett-ProjektNorwegens staatlicher NetzbetreiberStatnett lässt zurzeit ein neues GIS aufBasis der Software von ESRI implemen-tieren. Durchgeführt wird diese Imple-mentierung von Geodata, der ansässigenVertretung von ESRI. Eine der Hauptan-forderungen bei diesem Projekt ist dieenge Integration des neuen GIS in dasCMMS (Computerized MaintenanceManagment System, computergestütztesInstandhaltungsmanagementsystem) von
IFS. Für die Gesamtsteuerung des elek-trischen Netzes verwendet StatnettSCADA/EMS-Systeme von ABB.
Als «Medium» für die Integration hat sichStatnett für IndustrialIT von ABB ent-schieden. Dies ermöglicht eine nahtloseIntegration des GIS in das CMMS, sodass
die Anwenderein im Systemgewähltes Ob-jekt auf derKarte findenbzw. Instand-haltungsinfor-mationen zuden einzelnen
Netzkomponenten von der GIS-Karte ausaufrufen können. Ein Planer kann so mitHilfe der GIS-Karte problemlos auf ver-schiedene Informationen, z.B. zu bisheri-gen Arbeiten an einem Leitungsmast, zu-greifen. Ebenso können sich Wartungs-techniker, die einen Arbeitsauftrag durchdas CMMS erhalten haben, per Mausklickden Standort der betroffenen Kompo-nente auf einer Karte anzeigen lassen.
Die GIS/CMMS-Integration bildet einesolide Grundlage für eine spätere Einbin-dung in das SCADA/EMS-System vonABB. Eine vollständige Integration vonGIS, CMMS und SCADA auf der Basisvon IndustrialIT würde Statnett eine naht-lose Navigation zwischen allen dreiSystemen ermöglichen.
Das Integrationskonzept für EnergieversorgungsunternehmenDie Integration der ESRI GIS-Software inIndustrialIT ermöglicht die nahtlose Ein-bindung in bestehende SCADA-undCMMS-Systeme und stellt somit eine Er-weiterung des ABB-Integrationskonzeptsfür Energieversorgungsunternehmen dar.Dies hat zahlreiche Vorteile: Zum Beispielkönnen Instandhaltungsinformationen imZusammenhang mit einer bestimmtenStörung direkt aus dem SCADA-Systemabgerufen, die geplanten Arbeitsaufträgefür einen bestimmten Leitungsabschnittdirekt von der GIS-Karte aus angezeigtoder der Betriebsstatus (SCADA) über dieGIS-Karte abgefragt werden. Durch diesenahtlose Integration hat der Anwenderpraktisch Zugriff auf alle wichtigen Infor-mationen zu den Komponenten des
Der Hauptvorteil einer digita-len GIS-Karte liegt in derMöglichkeit für den Anwen-der, gezielt die benötigtenInformationen auszuwählen.
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Stromnetzes, unabhängig davon, wodiese Informationen gespeichert sind. Sokönnen in kritischen Situationen leichterschnelle Entscheidungen getroffen wer-den. Wie wichtig dies ist, haben die groß-flächigen Stromausfälle im letzten Jahreindrucksvoll gezeigt.
Zu den Anwendungen, die von der Inte-gration eines GIS in IndustrialIT profitie-ren würden, gehören u.a. die Visualisie-rung der Netzstabilität, die Lokalisierungvon Störungen und Ausfällen im Strom-netz sowie die visuelle Darstellung vonLagerbeständen auf der Basis geografi-scher Koordinaten.
Technologie und KonfigurationDie Integration des ESRI GIS in IndustrialIT
beinhaltet unter anderem die Implemen-tierung von Aspekt-Systemen mit Hilfeder leistungsstarken ABB «Aspect Object»-Technologie. Ein Aspekt-System bündeltFunktionalitäten, sodass diese als Aspekteeines Objekts innerhalb der gemein-samen ABB-Architektur dargestellt wer-den können.
Zwei GIS Aspekt-Systeme wurdenimplementiert:
MapControl Aspekt-System. DieseIndustrialIT-Benutzeroberfläche stelltrelevante Daten mit einem räumlichenBezug dar und bietet einige der typi-schen Funktionen eines GIS wie dasVerschieben des Kartenausschnittes,das Zoomen, die Darstellung verschie-dener Detaillierungsstufen und topolo-
gische Überlagerungen. Das Systemwird über das ESRI MapControl-Pro-dukt implementiert und bietet demAnwender die Möglichkeit, eine Karteeines Objektes von seinem Arbeits-platz aus zu betrachten.ArcMap Aspekt-System. Diese Anwen-dung ermöglicht das kontextbezogeneAnzeigen und Starten von Aspektenaus der ESRI-Standardanwendung
ArcMap heraus sowie das kontextbe-zogene Starten der gesamten ArcMap-Anwendung aus anderen Anwendun-gen heraus.
Die beiden Aspekt-Systeme und ihreBeziehung zum IndustrialIT Aspekte-Ver-zeichnis, der ArcMap-Anwendung undder Geodatenbank sind in dargestellt.Jedem Objekt im Aspekte-Verzeichnis,für das ein entsprechendes Objekt in derGeodatenbank existiert, ist ein speziellerID-Aspekt zugeordnet, der die Querver-bindung zwischen dem GIS und anderenAnwendungen herstellt.
In den folgenden Abschnitten werden ei-nige Anwendungsbeispiele für das ESRIGIS Map Aspekt-System und das ArcMapAspekt-System vorgestellt.
Unterstützung für Netzbetreiber mit MapControlDa MapControl nur schreibgeschütztenZugang zu GIS-Informationen bietet, eig-net es sich besonders für Netzbetreiber,die in erster Linie mit den Objekten aufder Karte arbeiten und weniger die zu-grunde liegenden Objektmerkmale wie
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Beziehung zwischen den GSI Aspekt-Systemen, dem ABB IndustrialIT
Aspekte-Verzeichnis, der ArcMap-Anwendung und der Geodatenbank3
ArcMap Aspect System ESRI GIS Map AspectAspectVerb
ConfigurationAspect View
ConfigurationAspect View
DefaultAspect View
Aspect Directory Geodatabase
ArcMap
MapControl Aspekt-Ansicht im Plant Explorer mit Darstellung des Kontextmenüs4
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Aspekt-Kontextmenü in ArcMap5
den Speicherort und die Konnektivitätvon Objekten im GIS bearbeiten müssen.So könnte ein Netzbetreiber zum Bei-spiel einzelne Elemente des Netzes farb-lich kennzeichnen, um Grenzwertver-letzungen darzustellen, dynamischeMessungen an bestimmten geografischenStandorten hervorzuheben oder diedynamischen Statusinformationen vonGIS-Objekten anzuzeigen.
Die Navigation in der ESRI GIS MapAspekt-Ansicht erfolgt mit Hilfe vonKontextmenüs . Ein Klick mit der rech-ten Maustaste auf ein Kartenmerkmal ruftein Kontextmenü mit einer Liste derAspekte für das jeweilige Objekt auf. Das so gewählte Objekt ist zur leichterenErkennung farblich hervorgehoben. Ausdem Kontextmenü heraus können allemit dem markierten Objekt assoziiertenAspekte gestartet werden.
Planung und Instandhaltung mit ArcMapArcMap ist die zentrale Desktopanwen-dung von ESRI für sämtliche kartenba-sierten Aufgaben einschließlich Karto-grafie, Kartenanalyse und Bearbeitung.Mit ArcMap können Kartenattribute hin-zugefügt, geändert und gelöscht sowieKartenmerkmale mit Hilfe von ESRI-Funktionen analysiert werden. Ein typi-scher Planungs- und Instandhaltungspro-zess, für den sich ArcMap hervorragendeignet, ist die Überprüfung von Wartungs-protokollen und -unterlagen für einenbestimmten Ausrüstungsgegenstand, z.B.bei der Konzipierung eines elektrischenVerteilnetzes.
Ein rechter Mausklick auf ein Karten-merkmal in ArcMap ruft auch hier das
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Literaturhinweis:
[1] An Internet Guide to Geographical Information Systems: www.gis.com.
Kontextmenü für dieses Objekt mit einerListe der dazugehörigen Aspekte auf .Zur besseren Erkennung wird das ge-wählte Kartenmerkmal hervorgehoben.Dies ist besonders hilfreich, wenn in dembetreffenden Bereich der Kartenansichtviele Objekte dicht nebeneinander liegen.
Eine fruchtbare ZusammenarbeitESRI und ABB arbeiten eng an derWeiterentwicklung und Verbesserungdieses Navigationssystems zusammen.Ziel der Kooperation ist es, konsistenteDaten bereitzustellen, die das AssetManagement von Energieversorgungs-netzen unterstützen.
Die nahtlose Integration von wichtigenIT-Systemen für Planung, Betrieb und In-standhaltung bietet zahlreiche Vorteilefür Kunden aus der Energieversorgungs-branche. Dadurch, dass alle wichtigenInformationen über Betriebsmittel per
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Mausklick zur Verfügung stehen, ist eindeutlich effizienterer Betrieb möglich.
Die ESRI-Basistechnologie wird von ABBauch für eine Reihe anderer Produkteeingesetzt, zum Beispiel für Tools ausdem Bereich Netzplanung und Daten-engineering.
Jan Bugge
ABB Utility Automation Systems [email protected]
Danny Julian
Lars Gundersen
ABB Corporate [email protected]
Mitchell Garnett
ESRI [email protected]
