Создание единой системы сбора данных и телеметрии для автоматизированной системы учета газа (АСКУГ)

О компании О компании Инженерная компания «Прософт-Системы», работает в области проектирования, производства, поставки приборов и систем промышленной автоматизации для различных отраслей промышленности с 1995 года. Сегодня «Прософт-Системы» - компания с высокопрофессиональным инженерным персоналом численностью более 300 человек. Среди сотрудников компании доктора и кандидаты технических, физико-математических наук, аспиранты. Система менеджмента качества компании «Прософт-Системы» соответствует требованиям международного стандарта ISO 9001:2000, что подтверждено сертификатом международной компании KEMA Quality B.V.

Основные направления деятельности Проектирование, поставка и внедрение автоматизированных систем учета, контроля и управления энергоресурсами, в том числе АСКУЭ, АИИС КУЭ с выходом на оптовые рынки, АСТУЭ. Проектирование, поставка и внедрение систем телемеханики. Разработка, производство, поставка и внедрение приборов и систем автоматики для электрических сетей и подстанций. Разработка, производство, поставка и внедрение аппаратуры ВЧ-связи. Комплексные решения по построению автоматизированных систем учета газа и распределительных систем сбора данных АСКУГ. Проектирование, поставка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами ( АСУ ТП ) для предприятий различных отраслей промышленности. Разработка и производство приборов и систем неразрушающего контроля и диагностики. Проектирование и производство силовых распределительных низковольтных комплектных устройств – НКУ. Разработка и производство биометрических систем контроля и управления доступом, информационной безопасности, учета рабочего времени.

Площадь – более 2000 м 2. Сотрудники – 60 человек. Состав производственно-испытательного центра: конструкторский отдел, слесарный участок, участок монтажа печатных плат, два электромонтажных участка, участки регулировки и испытаний, группа технического контроля. Выпускается более 50 наименований изделий различных модификаций и комплектаций. Производственные участки оборудованы в соответствии с технологическими нормами компании Schneider Electric. Полный цикл работ: от простейших устройств до сложного электротехнического оборудования. Выполняет единичные, малые и крупные серии заказов. Контроль технологических процессов производства, тщательная проверка каждого изделия на соответствие эксплуатационным параметрам обеспечивают качество и надежность выпускаемой продукции. При разработке и изготовлении продукции используются комплектующие ведущих мировых производителей. На складе поддерживается достаточный запас наиболее востребованных комплектующих. Производственные возможности

Испытательная лаборатория Компания обладает мощной испытательной лабораторией, позволяющей проводить испытания выпускаемых изделий на самом высоком уровне. Виды испытаний: Специалисты лаборатории прошли обучение в образовательном центре ООО «Элемком». Состав лаборатории: сектор ЭМС; сектор климатических испытаний. Типы проводимых испытаний: типовые; приемосдаточные; квалификационные; периодические испытания. По климатическим факторам в диапазоне от -60°С до +160°С при относительной влажности до 98% (для положительных температур), в объеме до V=14 м 3. По 11 видам электромагнитной совместимости.

Общая архитектура системы сбора данных АСКУГ

Общие критерии категорий потребителей АСКУГ Крупные потребители объекты высокой важности, требующие отказоустойчивого обмена данными в реальном времени, имеющие широкий спектр технологического оборудования (хроматографы, датчики влажности, корректоры и др.), протоколов и средств сбора, передачи и хранения данных. Средние и малые потребители объекты, выполняющие сбор данных от двух вычислителей газа, аналоговых и дискретных датчиков, с поддержкой автономного электропитания и прозрачного доступа имеющихся АСУП Потребителя к оборудованию измерительного комплекса. Бытовые потребители объекты малого потребления, требующие получения архивных (суточных, месячных) данных от бытовых счетчиков газа. Выполняется передача данных на верхний уровень по расписанию с возможностью локального хранения архивов.

Общие преимущества от внедрения предлагаемых решений 1.Возможность построения единой, территориально распределенной системы сбора данных и телеметрии, для всех категорий и видов Потребителей АСКУГ; 2.Использование в качестве каналов передачи данных (основных и резервных) имеющейся инфраструктуры существующих операторов связи (в т.ч. GSM), включая техническую поддержку и сопровождение; 3.Возможность объединения в единую систему сбора и передачи данных ранее установленных на объектах АСУТП без дополнительных инвестиций в модернизацию; 4.Полное соответствие международным промышленным стандартам передачи данных – OPC, МЭК х; 5.Оптимизация стоимости и минимальные сроки развертывания системы, использование существующей инфраструктуры и каналов передачи данных, Интранет, Интернет; 6.Высокая надежность и отказоустойчивость системы, резервирование критических компонентов системы; 7.Сокращение затрат на техническое сопровождение (обслуживание) за счет широких возможностей централизованного администрирования системы (с «верхнего» уровня).

Решения для крупных потребителей - «КШ» Возможны два варианта исполнения: 1)В виде отдельного устройства – на крупных объектах с большим количеством дополнительного оборудования, и/или с ранее установленными системами телеметрии; 2)В виде устройства, совмещенного с контроллером телемеханики – на крупных объектах со средним или небольшим количеством дополнительного оборудования и передаваемых данных. Коммуникационный шлюз «КШ» основной компонент объектов данного уровня. Позволяет строить иерархические, территориально распределенные системы сбора и передачи данных.

Решения для крупных потребителей Основные характеристики КШ: Использование всех видов каналов обмена данными – GSM/GPRS, Ethernet, xDSL, SAT, ССОП. Встроенные ОРС-серверы / МЭК-серверы для обмена данными с контроллерами, счетчиками газа, расходомерами, хроматографами, другим оборудованием. Прямая поддержка протоколов производителей корректоров. Реализация «сквозного» канала передачи данных в систему Потребителя (для подключения имеющихся АСУ). Обеспечение устойчивой передачи в реальном времени большого количества (не менее ) сигналов. Встроенный механизм шифрования передаваемых данных (согласно ГОСТ ). Отсутствие необходимости программирования на объекте, минимальные требования к конфигурированию, поддержка удаленного управления и экспорта конфигураций.

Решения для крупных потребителей Основные характеристики КШ (продолжение): Полная поддержка протоколов: OPC, МЭК /103/104, Modbus (ASCII/RTU/TCP), TASE.2/ICCP (стандарт МЭК ), МЭК /GOOSE. Возможность синхронизации времени как по собственному каналу GSM/GPRS (собственный GPS-приемник), так и от систем верхнего уровня. Использование резервных каналов связи с автоматическим переключением с основного канала на резервный и обратно. Возможность подключения контроллеров ТМ с аналого-цифровыми и функциональными I/O. Встроенная таблица псевдонимов (позволяющая подключать к системе сбора данных ранее установленное оборудование по принципу plug-and-play).

Решения для крупных потребителей Особенности аппаратной платформы КШ: Вычислительное ядро: форм-фактор PC-104, х86 процессор, с режимом энергосбережения. Работа в трех диапазонных GSM/GPRS сетях (EGSM 900 МГц, DCS 1800 МГц, PCS 1900 МГц). Часы реального времени. До 48 гальванически изолированных коммуникационных интерфейсов (RS-232, RS-485), с защитой от статического разряда и перенапряжения. Встроенный интерфейс Ethernet (10/100Base-T, до 2-х каналов). Резервированные источники внешнего питания, встроенный ИБП. Степень защиты корпуса IP65. Два варианта исполнения – для диапазонов рабочих температур от 0 до +60ºС и от -40 до +85ºС.

Решения для средних и малых потребителей «КШ-М» Коммуникационный шлюз «КШ-М» основной компонент систем данного уровня. Устанавливается на узлах учета ресурсов средних и малых потребителей. Базовый список учитываемых технологических параметров задается Заказчиком и может быть расширен. Выпускается в двух конфигурациях: 1. КШ-М-03: В герметичном пластиковом корпусе (степень защиты IP65); 2. КШ-М-04: Во взрывозащищенном исполнении – для установки во взрывоопасных зонах, тип исполнения – взрывонепроницаемая оболочка 1ExdIIT6

Решения для средних и малых потребителей Основные характеристики КШ-М: Поддержка сбора данных на узле учета газа (УУГ) по протоколам: МЭК , Modbus (RTU/ASCII/TCP), либо собственным протоколам производителей корректоров. Обмен данными с системами верхнего уровня по каналу связи GSM/ GPRS по протоколу МЭК Аппаратный «сквозной» канал, обеспечивающий прозрачный доступ АСУ Потребителя к измерительным системам УУГ. Передача на верхний уровень технологических параметров УУГ и архивов событий, а также системных параметров КШ-М, данных встроенного комплекса телеметрии и сигналов с дискретных датчиков (например, от датчика открытия дверцы). Возможность инициативного выхода на связь в случае возникновения нештатных ситуаций (авария, открытие КП и т.д.).

Решения для средних и малых потребителей Основные характеристики «КШ-М» (продолжение): Возможность синхронизации времени по каналу GSM/GPRS от систем верхнего уровня. Ведение локального архива. Контроль наличия напряжения сети 220 В, с возможностью аварийного переключения на встроенные литиевые батареи питания и переходом в спящий режим работы. При этом связь с верхним уровнем осуществляется по внутренним часам реального времени в соответствии с заданным расписанием. Срок работы КШ-М в спящем режиме составит 3-5 лет. При работе в спящем режиме, возможность инициативного выхода на связь в случае возникновения нештатных ситуаций (авария, открытие корпуса КШ-М, несанкционированное проникновение на УУГ и т.д.).

Решения для средних и малых потребителей Особенности аппаратной платформы: Работа в трех диапазонных GSM/GPRS сетях (EGSM 900 МГц, DCS 1800 МГц, PCS 1900 МГц). Вычислительное ядро – RISC-микроконтроллер с ядром ARM9. Часы реального времени. Два интерфейса RS 232 для подключения, соответственно, двух корректоров газа. Два интерфейса RS 232 для подключения двух компьютеров и реализации двух сквозных каналов. Четыре аналоговых входа для подключения внешних аналоговых датчиков с нормированным токовым выходом 4-20 мА. Два дискретных релейных выхода для подключения исполнительных устройств. Четыре дискретных входа (с защитой от перенапряжения, КЗ и смены полярности) для подключения внешних датчиков. Рабочий диапазон температур – от -25 до +55 °C.

Коммуникационный шлюз бытовой «КШ-Б» устанавливается на объектах с малым потреблением (расходом) ресурсов, и обеспечивает сбор, хранение и передачу данных, полученных от бытовых счетчиков с импульсным выходом. Решения для бытовых потребителей «КШ-Б»

Основные функции КШ-Б: Сбор данных по расходу газа от бытовых счетчиков. Локальное ведение архива. Передача по заданному расписанию текущих и архивных данных на уровень РГК по GSM/GPRS каналу. Возможность инициативного выхода на связь в случае возникновения нештатных ситуаций (открытие КП и т.п.). Возможность автономной работы от аккумуляторных батарей (до 5 лет, при сборе показаний 1 раз в сутки). Возможность подключения любых типов бытовых счетчиков газа, имеющих импульсный выход. Возможность синхронизации времени по каналу GSM/GPRS от систем верхнего уровня. Решения для бытовых потребителей

Дополнительные преимущества использования решений на базе КШ-Б: Простая процедура ввода в эксплуатацию. В большинстве случаев достаточно подключить КШ-Б к выходу корректора и включить питание. Автономная работа от аккумуляторных батарей до 5 лет. Возможность интеграции в существующие SCADA системы. Использование в качестве каналов связи имеющейся инфраструктуры сотовых операторов, с использованием их служб технической поддержки для сопровождения канального уровня системы. Низкая стоимость решения, позволяющая охватить большое количество малых потребителей. Минимальные затраты на обслуживание. Необходимые изменения в установках и настройках параметров выполняются дистанционно. Решения для бытовых потребителей

Оценка объемов GPRS трафика Для КШ-Б и КШ-М (автономный режим): Начальная инициализация (установка сетевых адресов, начального значения счетчика) 3 - 5Кб (за сеанс); Рабочий цикл, суточный запрос значений 1.5Кб -5 Кб (за сеанс); Запрос архивных значений (расчет по формуле байт на каждое значение, т.е. расчет за 10 суток: *10) 1.5 – 5Кб (за сеанс); Суммарный трафик с одной точки опроса за месяц (1 настройка, декадный запрос архивов, суточный опрос) месячный объем трафика не более Кб Оценочная стоимость 100 точек в месяц, при средней цене GPRS трафика по регионам 4,5 руб./Мб 30 – 200 рублей Для КШ и КШ-М (внешний источник питания): Рабочий цикл, постоянное подключение (опрос раз в 5 минут), 750 – 800 Кб (в сутки); Оценочная стоимость 1 точки в месяц, при средней цене GPRS трафика по регионам 4,5 руб./Мб рублей

Пульт управления системы телеметрии (ПУ СТМ) Основной задачей пульта управления системы телеметрии является сбор информации с УУГ и обеспечение взаимодействия УУГ с автоматизированной системой (АС) Газовой Компании. ПУ СТМ обеспечивает выполнение следующих функций: прием информации от УУГ и передачу ее в систему диспетчерского управления; синхронизацию времени СТМ с центральным сервером, либо с GPS - приемником; установка на УУГ условно - постоянных величин (управление уставками и запись параметров качества газа) в вычислители расхода газа и хроматографы; информационное взаимодействие с системой диспетчерского управления; удаленный доступ для проверки технического состояния УУГ и для контроля за работой программного обеспечения. Окно редактирования данных УУГ ПО «Пульт управления»

Программный комплекс «Система мониторинга и учета газа» (ПК «СМУГ») Внедрение программного комплекса «СМУГ» позволит оптимально решать возникающие задачи по созданию и управлению автоматизированной системой коммерческого учета газа для каждого структурного уровня компании, а именно : аналитика, хранение, обработка и отображение данных, полученных от объектов учета и контроля (УУГ, измерительного оборудования, данных контроля состояний и т.п.); поставка всех необходимых данных для систем расчета балансов и перетоков газа, ГИС (картография), автоматизированного контроля регламентных и ремонтных работ и т.п.; автоматизация деятельности учетных, диспетчерских и метрологических отделов компании; оперативное формирование отчетных форм и документов, включая пользовательские интерфейсы для формирования произвольных шаблонов; «прозрачная» стыковка с ранее эксплуатирующимися в компании информационными системами, с реализацией функций экспорта/импорта данных; организация информационного взаимодействия с потребителями данных коммерческого учета газа и других учетных систем.

Примеры экранных форм ПК «СМУГ»

Основные преимущества использования представленных решений и компонентов при построении системы АСКУГ: Возможность построения единой, территориально распределенной системы сбора данных и телеметрии, для всех категорий и видов Потребителей; Использование в качестве каналов связи имеющейся инфраструктуры GSM/GPRS операторов, с использованием их служб технической поддержки для сопровождения канального уровня системы; Диверсификация предлагаемых компонентов и решений как по уровням применения, так и по функциональности. Вы платите только за те компоненты и с теми функциями, которые вам необходимы. Возможность интеграции со всеми видами существующих SCADA по стандартизированным протоколам обмена данными. Дистанционная установка и настройка параметров работы всех представленных компонентов, что позволяет снизить затраты на обслуживание и техническую поддержку. Максимальная надежность, подтвержденная статистикой применений при большом объеме внедрений и расчетными значениями MTBF. Отсутствие механических элементов (вентиляторов, жестких дисков и т.п.); Универсальное промышленное решение, обеспечивающее длительный (не менее 5-10 лет) период выпуска совместимых изделий в промышленных масштабах.

Спасибо за внимание. Контактная информация: Васютинский Владимир Владимирович, , г. Екатеринбург, ул. Волгоградская, д. 194а Тел Факс