SIPROTEC DigitalTwin Presentación a clientes

SIPROTEC DigitalTwinPrueba virtual de equipos SIPROTEC 5

www.siemens.com/siprotec-digitaltwinUnrestricted © Siemens 2019

Unrestricted © Siemens 2020

April 20 Energy Automation Products

SIPROTEC DigitalTwin

❖ Introducción

❖ Detalles del producto

❖ Comentarios de los clientes y beneficios



Mercado: principales factores que

impulsan la revolución de los sistemas

energéticos

Mundo energético

Centrado en

prosumidor

Page 3

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%.



“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.



Siete elementos de Digitalización –

Digital Twin conecta los mundos físico y virtual



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



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



Nuestra Solución –


… 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…




Un video de tres minutos dice mas que 1000 palabras…

https://www.youtube.com/embed/1vveVXJZTSY?autoplay=1



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



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




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



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



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

2

3

4

1

6

5

SIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de

automatización



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



Ingreso a SIPROTEC DigitalTwin

https://www.siprotec-digitaltwin.siemens.com

Compatible

con los

principales

navegadores

de la web

3

https://www.siprotec-digitaltwin.siemens.com/



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

4



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

4



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

5



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

5



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

5



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

5

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



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.)

5



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


• 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

2

3

4

1

6

5

SIPROTEC DigitalTwin dentro de todo el Sistema de

automatización



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



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)



Interfaz de comunicación

Interfaces de comunicación…• IEC 61850

• IEC 60870-5-104


Interfaz de protección (PI)• Establecer comunicación

• Prueba de función diferencial de línea (87L)

• Mensajes enviados por medio de PI

PMU

VPN



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



Análisis de fallas

Análisis de fallas

• Uso de archivos COMTRADE

Comentarios de

clientes y beneficios



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



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 %



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





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


Implementación2

Comisionamiento3

Operación4

Entrenamiento5

Mantenimiento &

Servicio6





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


Implementación2

Comisionamiento3

Operación4

Entrenamiento5

Mantenimiento &

Servicio6



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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