Tiedonsiirto

Tiedonsiirron merkitystä hajautetun tuotannon energian hallinnassa on vaikea korostaa liikaa. Oikeastaan koko järjestelmän virheetön toiminta ja sen tarjoamat palvelut perus-tuvat tehokkaaseen ja toimivaan tiedonsiirtoverkostoon. Sen tehtävänä olisi toimia link-kinä eri toiminnallisten kokonaisuuksien ja paikallisten ohjausjärjestelmien välillä.

Toimivan tiedonsiirtojärjestelmän toteuttaminen tulee olemaan haasteellinen tehtävä tulevaisuudessa implementoitaessa hajautettua tuotantoa ja energiavarastoja nykyisiin energiajärjestelmiin. Perusedellytyksenä tiedonsiirron tulisi selviytyä verkon hallinnasta sekä kunnossapidolle tarjottavista laitetiedoista.

Hajautetussa energiajärjestelmässä pienten resurssien sijaitessa kaukana toisistaan tar-vittaisiin langatonta tiedonsiirtoa, jotta vältyttäisiin suurilta investoinneilta tiedonsiirto-väyliin. GPRS-tekniikka ei ole riittävän nopea hajautettujen energiajärjestelmien hallin-taan, eikä UMTS-tekniikkaan siirtyminen tule tapahtumaan kovinkaan nopeasti. Tämän vuoksi Internetin hyödyntäminen on houkutteleva vaihtoehto, mutta sen tietoturva ja tietoliikenneratkaisut eivät tällä hetkellä ole välttämättä riittäviä reaaliaikaiselle prosessin-ohjaukselle, vaikkakin sen suorituskyvyllä voitaisiin hoitaa esimerkiksi hälytyksiä ja erilaisten parametrien valvomista.

Jos hajautetun energiajärjestelmän tiedonsiirtoon käytettäisiin yleisiä tietoliikenneverk-koja, voitaisiin hyödyntää esimerkiksi VPN-tekniikaa, jolla voidaan saavuttaa riittävä tietoturvataso. IP-osoitteiden rajallisuuden vuoksi ollaan siirtymässä IPv4:stä IPv6:een, jolla mahdollistetaan suurempi IP-osoiteavaruus sekä useiden koneiden liittäminen yhden IP-osoitteen alle Anycast-tekniikalla. Lähettämällä tieto yhteen IP-osoitteeseen voidaan ohjata useita kohteita samanaikaisesti. Kahdentamalla laitteita tällä tavoin voidaan tiedon-siirron luotettavuutta parantaa.

Hajautetun tuotannon kannattavuuden ehtona on tehokas ja edullinen liityntä sähkökau-pan hyödyntämiin tietojärjestelmiin, mikä mahdollistaisi toimimisen sähkömarkkinoi-den ja päästöoikeuksien kanssa. Lisäksi tietojärjestelmän toteutuksen tulisi mahdollistaa prosessien etävalvonnan ja ohjauksen. Energiajärjestelmien pitoajat ovat yleisesti hyvin pitkiä, mikä loisi vaatimuksen myös tietojärjestelmän ylläpidettävyydelle. Perusjärjes-telmä tulisi suunnitella vähintään 20 vuoden käyttöjaksolle, sekä ottaa huomioon tule-vaisuuden todennäköinen ohjelmistokehitys. Laitteistoratkaisut tulisi suunnitella siten, että uusien versioiden yhteensopivuus ja käyttöönotto ei välttämättä edellyttäisi kaikkien järjestelmien uusimista samaan aikaan. Myös laajennettavuuden tulisi olla yksi keskei-sistä suunnittelukriteereistä, jotta uusien sovellusten lisääminen jälkikäteen olisi suhteel-lisen edullista. [57]

7.4.2 Liityntälaitteiston tiedonsiirto

Pääosa tiedonsiirron toimintavarmuudesta koostuu liityntälaitteiden eri komponenttien

Alla on havainnollistettu periaatetasolla liityntälaitteen komponenttien kytkennät (Kuva 7-5). Kaikki ovat yhteydessä tiedonsiirtoväylään, ja osalla komponenteista voi olla omia keskinäisiä yhteyksiä, kuten esimerkiksi suojauslaitteiden ja katkaisijan yhteinen nopea toiminta edellyttäisi. Kuvasta puuttuu varsinainen keskusyksikkö, joka hallitsisi laitteen sisäistä ja ulkoista tiedonkulkua ja jonka tehtävänä olisi myös toimia lähettimenä.

Kuva 7-5. Hahmotelma liityntälaitteen ja DC-jakeluverkon hallintajärjestelmän välisestä tiedonsiirrosta. Kuva muokattu lähteestä [57].

Laitteiden liitännät

Jotta laitteesta saataisiin irti maksimaalinen hyöty, tulee sillä olla erilaisia liitäntäpintoja muihin järjestelmänosiin ja -käyttäjiin. Alla olevassa listassa on esimerkkejä mahdolli-sista liityntäpinnoista ja niiden toimintatarkoitukmahdolli-sista:

• Käyttäjäliitäntä

− ainoastaan tärkeimmät laitteiden suuret ja hälytykset ovat luettavissa

− mittarit, merkkivalot, painikkeet, mahdollinen tietokone-etäyhteys

− käyttö mahdollista yleisten tietoverkkojen avulla

• Huolto- ja ylläpitoliitäntä

− mahdollisuus vikojen diagnosointiin esim. huoltomiehen tietokoneella

− mahdollisuus myös laitteen manuaaliseen konfigurointiin

• Sähkömittariliitäntä

− suureiden lukeminen järjestelmään

− tuki kaukoluennalle

• Laitteistoväylä

− digitaali- ja analogilähtö ja -tulo, liitännät eri komponenteille

• Tietojärjestelmäliitäntä

Plug&Play-liityntä

Kuten jo englanninkieliset sanat kuvaavat, tarkoitetaan Plug&Play-liitynnällä sitä, että kun laite kytkettäisiin tiedonsiirtoväylään, olisi se kykenevä hakemaan tarvittavat para-metrit ja ehkä myös sovellukset väylän kautta. Laite konfiguroisi itsensä verkkoon, eikä käyttäjän tarvitsisi omata vankkaa sähkö- ja tietotekniikka-alan osaamista.

Verkon rakenteen muuttuessa ja kenties tuotannon lisääntyessä on laitteiden parametrit konfiguroitava aina uudelleen. Tämä johtuu siitä, että verkossa olevien tuotantoyksiköi-den vaikutukset ovat liityntäpistettä laajemmat. Plug&Play-liityntää ei kuitenkaan kovin helposti voida sallia, sillä se merkitsee liityntälaitteiden liittämistä verkkoon milloin tahansa. Tarvittaisiin hyvin pitkälle kehittyneet standardit ja jonkinlainen ennakkohy-väksyntäjärjestelmä. Kohdassa 7.3.1 mainitun kaltaiselle DC-jakeluverkolle Plug&Play-liityntä voisi toimia, jos jakeluverkko koostuisi pienistä osista – mikroverkoista, jolloin parametrien hallinta olisi todennäköisesti yksinkertaisempaa kuin suoraan pääverkkoon liittyvillä laitteilla. [57]

7.4.3 Käyttöliittymät

Energian hallinnan tiedonsiirron yhtenä suurena kehityskohteena voidaan pitää käyttö-liittymien luomista eri hajautetun energiajärjestelmän osapuolille. Käyttöliittymiä tulisi olla sekä maallikoille että järjestelmävastaaville. Käyttöliittymiä hyödynnettäisiin myös huoltotoimenpiteissä ja kaukokäytöissä. Liian vaikea käyttöliittymien omaksuminen ja siitä aiheutuva koulutuksen tarve tulisi minimoida.

Tästä voidaan päätellä, että käyttöliittymiä tulee muodostumaan eri järjestelmätasoille ja eri käyttäjien vaatimustasoille. Käyttäjien vaatimustasot ja oikeudet määräävät, mitä tietoa kukin käyttöliittymä saa tietokannoista ja mitä asetuksia se tarjoaa käyttäjällä muokattavaksi. Paikalliset käyttöliittymät voivat olla melko yksinkertaisiakin ja tarjota ainoastaan oleellisimmat tiedot kohteesta. Laitteisiin voitaisiin kuitenkin asentaa liityntä yksityiskohtaisempien asetusten muutoksiin, esimerkiksi vikadiagnoosia varten. Käyttö-liittymille voidaan määritellä kolme pääasiallista toimintakokonaisuutta, joiden toimin-nallisuuksien määrät riippuvat paljolti kyseisen liitynnän ominaisuuksista ja asiakkaan tarpeista: normaalintilan kulutus, ”päälle ja pois” -kytkentä ja -palvelut, tuotannonyksi-kön mahdollistama liiketoiminta ja vika- ja korjaustilanteiden toiminnot.

Käyttöliittymien mahdollistama tiedonsiirto ihmisen ja järjestelmän välillä edellyttäisi

monipuolisten palveluiden tarjoamisen käyttäjille, esimerkiksi käyttäen XHTML-selaintekniikkaa. Näin käyttöliittymät saataisiin toteutettua jo valmiina olevin web-teknologioin. [57]