Телеметрия объектов ГРО

Презентация: "Технические решения Компании в сфере автоматизации ГРО"

В настоящее время все больше внимания уделяется решению задач обеспечения безопасного газораспределения и учета потреблениягаза на внутреннем рынке тепло- и энергоносителей.

Наиболее оптимальным решением вышеуказанных задач является автоматизация объектов транспортировки и распределения газа и внедрение автоматизированных систем контроля и передачи данных - т.е. систем дистанционного мониторинга и управления параметрами газоснабжения.

Чтобы предотвратить и максимально быстро устранить аварии, а также их последствия в настоящее время в газовых хозяйствах начато и продолжается внедрение систем дистанционного контроля и диспетчеризации объектов газоснабжения, созданных на базе комплексов телеметрии. Учитывая опыт работы по передаче данных по радиоканалу и в связи с активным развитием сотовой связи, а также доступностью услуг по передаче информации в голосовом канале (CSD) и в режиме пакетных данных (GPRS) было принято решение развивать именно этот способ организации связи с контролируемыми объектами.

При этом появилась возможность дополнительной защиты информации, например организации закрытой выделенной группы абонентов и виртуальных частных сетей (VPN), а контроль передачи данных, заложенный в сервисы стандарта GSM900/1800, позволяет не заботиться об обеспечении непосредственно инфраструктуры связи.

Широкое распространение сотовой связи и современных протоколов передачи данных практически снимает ограничения с количества контролируемых объектов и их месторасположения, а жесткая конкуренция на данном рынке среди сотовых провайдеров позволяет оптимизировать расходы на связь, активно включая телеметрию в корпоративный пакет услуг.

Для наиболее эффективного использования систем телеметрии требуется оснастить комплексами телеметрии ВСЕ объекты газораспределительной сети, в том числе и объекты без внешнего энергоснабжения, например, шкафные газорегулирующие (газоредуцирующие) пункты - ШРП, в состав которых могут входить и приборы учета потребления газа. 

В связи со сложностью и дороговизной подвода внешнего электропитания было принято решение о проработке вопроса по оснащению данных объектов АВТОНОМНЫМ комплексом телеметрии. С данным предложением ОАО «Костромаоблгаз» обратилось к своему давнему деловому партнеру, разработчику уже внедренных в Костроме и Костромской области технических решений - ООО «АКСИТЕХ».

Была создана совместная рабочая группа, которая и приступила к решению поставленной задачи - «Создание автономного комплекса телеметрии для объектов ГРО». Техническое задание на создаваемый комплекс телеметрии предусматривало следующие основные технические характеристики: одновременное измерение шести токовых сигналов с датчиков, имеющих стандартный токовый выход 4...20 мА, по двухпроводной и трехпроводной схеме подключения;ввод и обработку шести дискретных сигналов от концевых выключателей, сигнализаторов состояния электросилового и охранного оборудования и т.п., типа «сухой контакт»; ввод и обработку шести частотно-импульсных сигналов; обмен информацией с ПЭВМ «верхнего уровня» в режиме передачи данных (CSD и/или GPRS) по каналам беспроводной связи стандарта GSM 900/1800; подключение внешних интеллектуальных устройств по интерфейсу RS-232 (опционально RS-485), в том числе и искробезопасное подключение вычислителей-корректоров объема газа; работу в энергосберегающем режиме от встроенного элемента питания, за счет управления питанием внутренних и внешних цепей комплекса не менее 3 лет.

Как видно из приведенных требований - основная сложность заключалась в организации функции энергосбережения, для обеспечения автономной работоспособности комплекса в течение межсервисного срока эксплуатации.

Данную функцию выполняет входящий в состав комплекса, получившего название АКТЕЛ‑1 (Автономный Комплекс ТЕЛеметрии), интеллектуальный контроллер АКСИ-2.

Контроллер АКСИ-2 разработан ООО «АКСИТЕХ» на базе хорошо зарекомендовавшего себя контроллера АКСИ-1, созданного в свою очередь с целью решения специализированных задач удаленного контроля над опасными технологическими объектами и выпускаемого большими партиями.

В сентябре 2008 г. совместными усилиями ОАО «Костромаоблгаз» и ООО «АКСИТЕХ» при наличии сертификатов и всех разрешительных документов опытные образцы комплексов телеметрии АКТЕЛ-1 были смонтированы на одном из ШРП и уже в течение более года успешно проходят опытно-промышленные испытания.

Оборудование комплекса АКТЕЛ-1 размещается во взрывонепроницаемом корпусе, что обеспечивает комплексу степень защиты IP65 и маркировку взрывозащиты 1Exd[ib]IIB T5. Это позволяет применять данный комплекс во  взрывоопасных зонах (В1а-В1г). Эксплуатационная температура комплекса от минус 40єС до +50єС.

Автономная работа комплекса обеспечивается несколькими способами, в том числе наличием прогрессивного элемента питания, установленного внутри корпуса, а также специально разработанными алгоритмами работы контроллера АКСИ-2. В течение своего функционирования комплекс находится в полуактивном режиме или в т.н. «спящем режиме», что позволяет эффективно экономить энергию встроенного элемента питания.

В момент наступления времени выхода на связь (по предварительному расписанию) или возникновения тревожного события (аварии) - срабатывания концевого выключателя или сигнализатора (в том числе и электро-контактного аналогового прибора) контроллер АКСИ-2: входит в активный режим работы и передает аварийные сигналы на диспетчерский пульт, что составляет приблизительно 5 секунд; в зависимости от команд диспетчера, контроллер может оставаться на связи для отслеживания аварийного события, а также отключиться после предустановленного промежутка времени соединения.

Помимо этого реализовано дублирование канала связи GPRS (основной) с помощью канала CSD (резервный), а также есть дополнительная возможность передачи аварийных значений в SMS-сообщении на указанный телефонный номер.

Для обеспечения обмена данными между комплексами телеметрии АКТЕЛ и программным обеспечением «верхнего уровня» на пульте управления устанавливается коммуникационное программное обеспечение в виде OPC-сервера АКСИ.OPC, разработки ООО «АКСИТЕХ», что позволяет  предоставлять данные в любые программные пакеты диспетчеризации технологических процессов, например, в SCADA-системы, позволяющими работать по  стандартным протоколам обмена данными (в данном случае OPC DA 2.05).

Еще одной функциональным преимуществом комплекса АКТЕЛ-1 перед аналогами является возможность искробезопасного подключения приборов учета расхода газа, работающих во взрывоопасных зонах. Прибор учета подключается к контроллеру АКСИ по последовательному интерфейсу RS232 (АКСИ-2 имеет 2 СОМ-порта), а программный драйвер прибора, реализованный в контроллере, позволяет считывать данные с прибора учета и по установленному расписанию публиковать их на «верхнем уровне» - текущие данные в SCADA-приложении, а архивы прибора - на FTP-сервере в виде XML-файлов или в базу данных (БД) формата Microsoft SQL Server 2005.

Стоит отметить, что существуют и другие исполнения комплексов АКТЕЛ, которые позволяют работать и от внешнего питания, в отапливаемых помещениях и на улице и т.д., поддерживающие работу со всеми типами широко применяемых приборов учета газа.

Таким образом, разработка, внедрение и опытная эксплуатация автономного комплекса серии АКТЕЛ-1 в составе ШРП является практической реализацией одного из возможных технических решений по оснащению средствами телеметрии объектов газоснабжения, не имеющих электроснабжения.