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

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

2 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.

3 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.

4 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

5 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.

6 Общая архитектура системы сбора данных АСКУГ

7 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.

8 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).

9 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.

10 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.

11 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).

12 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.

13 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

14 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.).

15 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.).

16 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.

17 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»

18 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

19 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

20 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

21 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»

22 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.

23 Примеры экранных форм ПК «СМУГ»

24 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.

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