Zenon zajišťuje hladký provoz budapešťského letiště

V roce 2019 prošlo budapešťským letištěm 16 milionů cestujících. Jde tedy o největší mezinárodní letiště v Maďarsku a o centrální dopravní uzel jihovýchodní Evropy. Nicméně systémy řízení letiště a systémy SCADA určené pro provoz kritické infrastruktury již zastarávaly a nebyly standardizované. Ve snaze zjednodušit inženýrské práce se oddělení řídicích systémů rozhodlo systémy sjednotit pomocí softwarové platformy zenon. To zvýšilo spolehlivost a zajistilo autonomii letiště.

Lao-c’ řekl: „Cesta dlouhá tisíc mil začíná jediným krokem.“ V případě cestujících využívajících leteckou dopravu vede první krok na letiště. Letiště jsou zpravidla intermodální dopravní uzly propojující pozemní a leteckou dopravu. Mezi jejich úlohy patří odbavení příletů, odletů a tranzitu pro osobní i nákladní dopravu, ale také řízení pohybu letadel ve vzduchu a na zemi.

Letiště často bývají velmi velká a určitě složitá – rovněž i vzhledem ke zvýšeným bezpečnostním požadavkům. Každé letadlo je v přímém kontaktu s řídicí věží, která je krok za krokem navádí k jeho bráně nebo na vzletovou dráhu. To vše za podpory rozsáhlého a propracovaného systému světelných signalizačních a zabezpečovacích zařízení vzletových, přistávacích a pojezdových drah (AGLS – Airfield Ground Lighting System).

Odbavení cestujících je podobně složité – od vystavení všech přepravních dokumentů u odbavovací přepážky až po bezpečnostní kontrolu a průchod letištní branou na palubu. Kontrolovaná zavazadla navíc musí být zaregistrována, zkontrolována a dopravena do správných letadel a na místa odběru. V letištních budovách tyto úlohy obvykle plní automatický systém pro manipulaci se zavazadly (BHS – Baggage Handling System).

Významné letiště s nejrůznějšími úkoly

Letiště Ference Liszta Budapešť (BUD) je mezinárodní letiště v hlavním městě Maďarska. Nachází se pouze 16 km od centra Budapešti. Před pandemií covidu-19 jej v roce 2019 využilo pro obchodní nebo rekreační cesty 16 milionů cestujících (obr. 1).

Letiště provozuje soukromé konsorcium a je významné i z hlediska nákladní dopravy. BUD Cargo City je maďarským hlavním uzlem letecké nákladní dopravy. Vzhledem k tomu, že Maďarsko je členem NATO, slouží jeho největší mezinárodní letiště také vojenským účelům, takže musí být v nepřetržitém provozu po celý rok.

Heterogenní prostředí systému

Od doby, kdy bylo letiště v roce 1950 otevřeno pro osobní dopravu, bylo často rozšiřováno, přestavováno a modernizováno. Mnohé z těchto úprav se však nijak nedotkly některých stávajících instalací a systémů. Mezi různými zakázkami na přestavbu nebo rozšíření často uplynulo mnoho let a byly přidělovány různým dodavatelům. To vše mělo za následek značně heterogenní podobu letištních systémů AGLS a BHS.

Tato heterogenita se rozšířila i na různé řídicí systémy. „Pro provoz a monitorování jsme měli celkem šest systémů SCADA,“ říká Géza Kulcsár, vedoucí skupiny řídicích systémů mezinárodního Letiště Ference Liszta Budapešť. „Jen pro BHS se používaly minimálně čtyři.“

Snaha zjednodušit provoz a údržbu

Stávající systémy byly implementovány různými integrátory. Z toho vyplývá, že disponovaly pouze konkrétními rozhraními požadovanými pro jejich úzce vymezené účely použití. Každý systém měl svou vlastní individuální vizualizaci. Odlišnosti ve vzhledu a uživatelském dojmu z jednotlivých rozhraní člověk–stroj (HMI) byly během provozu na překážku. S tím se zároveň pojilo zvýšené a zbytečné riziko nepřesné interpretace.

Vzhledem k nedostatečné konzistenci bylo zároveň nutné školit personál údržby pro všechny aplikace samostatně. Pro úpravy bylo nutné obracet se na jednotlivé integrátory systémů. Využít jejich podporu však bylo mnohdy obtížné, protože některé z těchto společností ukončily činnost nebo z nich odešli zaměstnanci obeznámení s letištními instalacemi.

„Relativně jednoduché úlohy, jako jsou například aktualizace operačního systému, se často ukázaly být náročnými výzvami,“ vzpomíná Géza Kulcsár. „Pravidelně docházelo k poruchám částí systémů.“

Standardizace pomocí platformy zenon

Je celkem pochopitelné, že tyto výzvy vyvolaly snahu systémy standardizovat. Cílem nebyla úplná integrace všech systémů, ale jejich sjednocení v rámci AGLS a BHS.

Při přípravě výběru systému vypracovali experti na řídicí systémy budapešťského letiště studii, která měla srovnat výhody a nevýhody všech relevantních systémů řízení a vizualizace. Zohledněny byly zkušenosti ze stávajícího provozu. Systém SICAM-230 od firmy Siemens, který se používal od roku 2010, vykazoval nejlepší stabilitu a nejmenší sklony k poruchám. Původní dodavatel však již neposkytuje technickou podporu a navrhl alternativní softwarový produkt. Ten se ukázal být pro konkrétní požadavky letiště nevhodný, takže byl již v rané fázi zamítnut.

Centrální částí systému SICAM-230 je softwarová platforma zenon od společnosti Copa-Data. Géza Kulcsár se tedy obrátil přímo na ni.

Změna softwaru s nízkým rizikem

V prvním kroku provedli experti letiště BUD transformaci řídicích systémů AGLS (obr. 2). Nahradili veškerou řídicí techniku, včetně dvanácti redundantních řídicích jednotek PLC a přidružených periferních zařízení. Nedotčená zůstala pouze napájecí elektronika. Systém obsahoval 30 000 datových bodů. Kromě toho zavedli nadřazený řídicí systém využívající platformu zenon. Ten má zároveň komunikační bránu ke vzdušným radarovým systémům (ARS – Airfield Radar System).

„Na celé přepnutí a nové spuštění systému AGLS jsme měli pouze šest hodin. Poradili jsme si s tím bez externí pomoci,“ vysvětluje Géza Kulcsár. „Díky otevřenosti a snadnému ovládání platformy zenon to nebyl vůbec žádný problém.“

Zkušenosti získané při používání systému SICAM-230 se ukázaly cenné i při pozdějších úpravách. „Mezi importem seznamu datových bodů a uvedením systému do provozu nám stačí šestnáct minut, což ponechává dostatek času na intenzivní testování,“ doplňuje Géza Kulcsár. Zdůrazňuje, že funkce hot reload platformy zenon přináší značné výhody, zejména v případě AGLS: „Když můžeme testovat úpravy pomocí simulace, nezabere nám implementace změn více než tři sekundy.“

Kompletní zaznamenávání všech systémových parametrů v platformě zenon umožňuje vrátit se do předchozího stavu během dvou minut. Tyto vlastnosti systému usnadňují každo­roční vylepšení řídicích systémů na budapešťském letišti.

Flexibilita a rychlost

Technici řídicích systémů budapešťského letiště mohli využít značnou flexibilitu platformy zenon. Nativní ovladače a rozhraní pro více než 400 systémů a komponent třetích stran usnadňují úlohu v podobě integrace PLC, průmyslových počítačů a snímačů od nebývale široké škály výrobců.

Možnosti navrhování projektů na platformě zenon se vyznačují podobně velkou flexibilitou. Principem platformy zenon je „zadávat parametry, ne programovat“. K dispozici jsou knihovny s chytrými objekty, pomocí nichž je možné vytvářet obrázky, funkce a jejich kombinace. Lze je použít kdekoliv v systému a přizpůsobit pro individuální účely použití pouhým nastavením parametrů. Proto je stačí ukládat a uchovávat centrálně. Změny je nutné provést pouze jednou, potom se automaticky projeví ve všech příslušných dílčích projektech bez nutnosti dalších zásahů programátora.

Jednotný koncept vizualizace

Tyto vlastnosti platformy zenon výrazně urychlují inženýrskou práci a současně eliminují některé nechvalně proslulé zdroje chyb. Při adaptaci BHS se převážná část prací zaměřovala na vytvoření seznamu datových bodů, protože některé informace nacházející se v dokumentaci řídicího systému neodpovídaly realitě.

„Platforma zenon nám umožnila vytvořit vizualizaci pro BHS s více než tisícem dopravníků během pouhých dvou týdnů,“ uvádí Géza Kulcsár (obr. 3). „K jeho konfiguraci jsme použili standardní verzi zenonu tak, jak je, aniž bychom museli napsat jediný řádek kódu.“

Utváření budoucnosti s platformou zenon

Řešení na bázi platformy zenon se v každodenním provozu ukázala jako velmi efektivní. Stabilita systému dosáhla dosud nevídané úrovně. Stejně tak úsilí potřebné pro adaptace a modifikace bylo výrazně sníženo. Letištní tým již nepotřebuje podporu třetích stran. Standardizované obrazovky navíc významně usnadnily provoz systému (obr. 4, obr. 5).

Géza Kulcsár, povzbuzen těmito zlepšeními, nyní plánuje použít platformu zenon k integraci automatizace letištních budov a napájecích systémů. „Za jednu z hlavních výhod platformy zenon považuji to, že náš sedmičlenný tým má nyní veškeré systémy ve vlastních rukou,“ vysvětluje. „To nám usnadnilo zajistit provozní připravenost navzdory omezením přístupu pro personál mimo naši společnost během pandemie covidu-19.“

Ing. Peter Kemptner

Výhody použití platformy zenon:

–   velká provozní spolehlivost i v nestandardních situacích,

–   modifikace systému bez odstávek,

–   standardizovaná uživatelská rozhraní,

–   rychlé uvedení do provozu bez nutnosti programování,

–   vysoký stupeň autonomie při provozu i údržbě.

Obr. 1. Každý rok použije mezinárodní Letiště Ference Liszta Budapešť (BUD) pro obchodní nebo rekreační cesty více než 16 milionů cestujících (foto: Róbert Baranyi, Letiště Ference Liszta Budapešť)

Obr. 2. Mezi úkoly letiště patří řízení pohybu letadel jak ve vzduchu, tak na zemi (foto: Péter Csuha, HungaroControl Zrt.)

Obr. 3. Systém pro manipulaci se zavazadly na mezinárodním Letišti Ference Liszta Budapešť zahrnuje více než tisíc dopravníků