GIS + SCADA = GeoSCADA

Tags: GIS | HMI | SCADA

Geografické systémy jsou součástí našeho života

S GIS se dnes setkáváme docela běžně na našich internetových stránkách nejen v podobě známých mapových portálů, ale například i ve zvláštních službách, které jsou nám poskytovány státní správou. Je možné se například podívat na územně správní členění na Vysočině nebo se můžete seznámit s dopravní situací v Karlovarském kraji. Pomocí zpoplatněných i bezplatných aplikací si můžete dnešní zemi prohlížet z různých úhlů a přibližovat si ji tak, abyste ji měli jako na dlani, můžete si na důležitá místa v mapě „zapichovat špendlíky" a mezi nimi kliknutím myši plynule přecházet v jakémkoliv měřítku. Komfort, který si možná ani neuvědomujeme, ale který před pár lety nebyl možný. GIS a obecně elektronické mapové podklady zaznamenaly obrovský rozmach a lidé si na ně zvykli. Zvyknout si ostatně nebylo těžké, protože lidé mají rádi pořádek a souvislosti. GIS poskytuje obojí.

Zcela zásadním prvkem GIS je pozice a její definice, tedy rozlišení mezi jednotlivými lokalitami. GIS nám obvykle dovoluje pozici identifikovat alespoň dvěma způsoby, pomocí zeměpisné šířky a délky nebo pomocí adresy. Záleží na uživateli, co je pro něj zrovna výhodnější. Budovu uprostřed města bude pravděpodobně přirozenější hledat podle adresy, zatímco pozici lodě bude nesporně přesnější udávat pomocí souřadnic.

GIS a sběr dat

Pojďme na chvíli opustit GIS a podívejme se na jiný elektronický trend, který v podobně masové míře nastoupil koncem dvacátého století a který s tímto tématem zdánlivě nesouvisí. Jedná se o systémy sběru dat a vizualizace podnikových informací. Zde opouštíme vody běžných uživatelů, kteří si doma na počítači prohlíží fotky z dovolené svých přátel, a dostáváme se do průmyslové sféry výrobních procesů. Aplikace typu SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) a HMI (Human Machine Interface) naleznete ve většině středních a větších podniků zabývajících se výrobou, distribucí nebo správou. Tyto systémy mohou hlídat kvalitu, bezpečnost, efektivitu a mnoho dalších atributů, zejména však do procesu vnáší automatický systém a pořádek. V Čechách se pro tento typ podpůrných aplikací ustálil obecný pojem vizualizace a podchycujeme tím jejich hlavní podstatu. Zobrazení důležitých dat v souvislostech. Operátor díky přehlednému grafickému zobrazení okamžitě vidí, co se kde děje, a může na tyto akce pružně reagovat, případně vyhodnocovat situace na základě porovnání s historií či předdefinovaných scénářů. Tyto systémy se pro jejich nespornou užitečnost staly populárními do takové míry, že se z čistě průmyslové sféry přesunuly i do jiných oborů. Například se s nimi můžeme setkat při řízení civilních budov. Na monitoru počítače můžeme vzdáleně ovládat klimatizaci, světla, topení a sledovat okamžité změny stavů v každém z pater a místností mnohopatrových věžáků.

Propojení GIS a vizualizace

Zkusme nyní propojit myšlenku vizualizace jako prostředí pro sledování a řízení nejen průmyslových zařízení a objektů s konceptem geografického informačního systému jako systému pro vytváření, ukládání, analýzu a správu prostorových dat a asociovaných atributů. Představme si, že naší SCADA aplikaci vytvoříme na reálném mapovém systému se všemi jeho výhodami oproti pouhému obrázku mapy a přidruženými atributy se stanou objekty našeho SCADA systému, budovy, továrny, kanalizační sítě, tunely, apod. Dostaneme ideální systém uživatelského rozhraní pro monitorování a ovládání vzdálených objektů a současně i jejich zasazení do krajiny. Mít možnost analyzovat data svázaná s vizuální geografickou informací je daleko snazší než analyzovat informace v podobě prostého textu či tabulky. Pro koncept geograficky rozsáhlého SCADA systému, který je do vyšší či nižší míry propojen s mapovou informací, se ustálil pojem GeoSCADA.

GeoSCADA aplikací, které umožňují správu vzdálených zařízení z jednoho místa, se dnes hojně využívá, nicméně přirozené propojení s aktuálními on-line mapovými podklady lze nalézt zatím ojediněle. Jedním z průkopníků moderních GeoSCADA systémů je společnost ICONICS, která vsadila na mapový systém společnosti Microsoft a vybudovala na něm svůj vlastní GeoSCADA produkt. Konkrétně v tomto případě jde o spojení mapových podkladů se SCADA aplikacemi GENESIS64, které jsou napsány v jazyce .NET, který jim přináší mnoho technologických výhod, jako například bezpečnou vzdálenou komunikaci či akcelerované grafické rozhraní. Nejedná se o primitivní zapouzdření jednoho prvku do druhého, ale zcela přirozené propojení mapy s libovolnými objekty vizualizačního systému. Do mapy si můžete vložit indikátory stavu, tlačítka otevírající kontextové pohledy, obrazovky lokálního řízení, apod. Objekty mohou být dle potřeby průhledné a mohou se objevovat až na základě patřičného přiblížení či oddálení. To vše je přirozenou součástí mapy, s kterou můžete libovolně pohybovat či měnit její typy, abyste získali lepší přehled o situaci.

Příklady GeoSCADA aplikací

Příkladem GeoSCADA aplikace může být dispečink monitorující poruchovost zařízení. Jedno území je rozděleno na několik menších regionů, za které zodpovídají přiřazené servisní týmy. K definici jednotlivých regionů je na mapě využito poloprůhledných polygonů. V těchto polygonech je pak zobrazen počet detekovaných potíží. V tomto případě lze dát jednoduše do korelace počet chyb s místem jejich výskytu a na základě vizuální analýzy nejen rozpoznat více chybové lokality, ale zejména pružně reagovat realokací servisních pracovníků na potřebná místa. Pokud navíc pracovníky vybavíte GPS vysílači a GIS systém to umožňuje, můžete sledovat i jejich momentální pozici a koordinovat jejich aktivity.

Jiným příkladem může být sledování rozlehlé vodovodní sítě. Na mapu se zakreslí potrubí, které spojuje jednotlivé uzly, a pomocí přiřazených indikátorů je možno monitorovat stav všech vodárenských objektů bez opomenutí důležitých zeměpisných souvislostí. Poklepáním na libovolný objekt lze otevřít obrazovku s ovládáním jeho technologie a manipulovat s ní.

Zajímavým prvkem GeoSCADA systému výše zmiňované společnosti ICONICS je využití trojrozměrných modelů. Do vizualizace je možné importovat 3D objekty (např. ve formátu 3ds nebo dae), které je možné ukotvit do mapy, čímž celý systém obohatíme ještě o další dimenzi a získáme tím ještě dokonalejší kontrolu nad spravovanými lokalitami.

Vzhledem k současnému vývoji společnosti a moderních technologií lze předpokládat, že popularita GeoSCADA systémů poroste a s tím i jejich propracovanost. Však už dnes jejich výrobci dokazují, že mají prostředky k vytvoření solidních a uživatelsky přívětivých aplikací, které nachází uplatnění v mnoha oborech.