Система телемеханіки лінійної ділянки магістрального газопроводу

Дане технічне рішення відноситься до систем керування роботою групи компресорних станцій на дільниці газопровідного транспорту. Відома телекомунікаційна система для узгодження характеристик даних різних засобів передачі для виклику, що містить шлюз засобу передачі, призначений для перетворення між першими та другими характеристиками засобів передачі, зв'язаними з викликом, і контролер шлюзу засобу передачі для прийому повідомлення про установку виклику для згаданого виклику, причому повідомлення про установку виклику містить у собі атрибут, що вказує першу характеристику засобів передачі, при цьому контролер шлюзу засобу передачі для прийому відповідного повідомлення додатково містить у собі, щонайменше, другу характеристику засобів передачі та вибирає шлюз засобу передачі на підставі прийнятих першої та другої характеристик середовищ передачі (RU №2002 109 227 А, кл. H04Q3/00, пріор. US від 1999.09.10, публ. 2003.11.10). В якості прототипу прийнято відому систему віддаленого керування апаратурою, яка містить базовий комп'ютеризований пульт керування, по лініях комп'ютерної мережі, зв'язаний із пристроєм прийому команд і адресної видачі керуючих сигналів виконавчим механізмам апаратури (RU №2002 108 377 А, кл. G05B19/02, H04L12/28, пріор. RU від 2002.04.03, публ. 2003.11.10), де в якості комп'ютерної мережі використаний Інтернет, при цьому система має, щонайменше, один мережний сервер, з яким комп'ютеризований пункт керування зв'язаний через Інтернет для формування на сайті мережного сервера команди або макрокоманди керування. Спільними ознаками відомих і запропонованого технічних рішень є наявність системи керування апаратурою, що містить базовий комп'ютеризований пункт керування (ПУ), по лініях комп'ютерної мережі, зв'язаний із пристроєм прийому команд і адресної видачі керуючих сигналів виконавчим механізмам апаратури. Причиною, що перешкоджає досягненню очікуваного технічного результату у відомих пристроях і системах, є їхня непристосованість до конкретних умов трубопровідного транспорту. В основу те хнічного рішення поставлена задача: в системі телемеханіки лінійної дільниці магістрального газопроводу забезпечити можливість її використання в умовах роботи окремої дільниці трубопровідного транспорту. Зазначена задача вирішується тим, що в системі керування апаратурою, що містить базовий комп'ютеризований пункт керування (ПУ), по лініях комп'ютерної мережі, зв'язаний із пристроєм прийому команд і адресної видачі керуючих сигналів виконавчим механізмам апаратури, згідно з винаходом, система містить, з урахуванням специфіки трубопровідного транспорту, пристрої базових контрольованих пунктів (КП), а також вузол обліку витрат газу, зв'язані по стандартним інтерфейсам із пристроями пунктів керування компресорними станціями. При цьому пристрої базових контрольованих пунктів (КП) містять контролер телемеханіки в зборі, датчик тиску з вентильним блоком, накладний датчик температури з перетворювачем, перетворювач катодного потенціалу для системи катодного захисту, а також перетворювачі напруги та струму для системи катодного захисту тр убопроводів. Контролер телемеханіки в зборі являє собою комплект з джерелами електричного живлення та засобами грозозахисту по кожному каналу. Зазначений вузол обліку витрати газу містить контролер, багатопараметричний сенсор віддаленого монтажу, джерело живлення /зарядний пристрій (UPS)/ з кожухом, фітінги та кабельні адаптери, первинний елемент типу «Annubar» з термоопором і маніфолдом, потоковий щільномір, сенсор навколишньої температури з трансмітером, а також пристрій сигналізації загазованості. Пристрої пунктів керування (ПК) містять робочий пульт, комп'ютерні станції з моніторами, принтерами та UPS, перетворювач інтерфейсів з оптичною розв'язкою, калибратор тиску, еталонний термометр, а також комунікатор. Крім того, система телемеханіки лінійної дільниці магістрального газопроводу додатково містить робочу станцію збору, обробки, відображення та підготовки до передачі відповідної інформації з газопроводу на диспетчерський пункт. Запропонована система телемеханіки лінійної дільниці магістрального газопроводу у вигляді блок-схеми зображена на прикладеному кресленні. Відповідно до креслення, система містить: базовий комп'ютеризований пункт керування 1, по лініях комп'ютерної мережі, зв'язаний із пристроєм прийому команд і адресної видачі керуючих сигналів виконавчим механізмам апаратури, базових контрольованих пунктів (КП) 2, а також вузол 3 виміру та обліку витрат газу, зв'язаних по стандартних інтерфейсах із пристроями пунктів керування 1. Пристрої базових контрольованих пунктів (КП) 2 у свою чергу містять контролер телемеханіки в зборі, датчик тиску з вентильним блоком, накладний датчик температури з перетворювачем, перетворювач катодного потенціалу для системи катодного захисту тр убопроводу, а також перетворювачі напруги та стр уму для системи катодного захисту. Контролер телемеханіки в зборі являє собою комплект з джерелами електричного живлення, а також засобами грозозахисту по кожному каналу. Зазначений вузол 3 виміру та обліку витрати газу містить контролер, багатопараметричний сенсор віддаленого монтажу, джерело безперервного живлення /зарядний пристрій (UPS)/ з кожухом, фітінги та кабельні адаптери, первинний елемент типу «Annubar» з термоопором і маніфолдом, потоковий щільномір, сенсор навколишньої температури з трансмітером, а також пристрій сигналізації загазованості. Пристрої пунктів керування 1 містять робочий пульт, комп'ютерні станції з моніторами, принтерами та UPS, перетворювач інтерфейсів з оптичною розв'язкою, калібратор тиску, еталонний термометр, а також комунікатор. Крім того, система телемеханіки лінійної дільниці магістрального газопроводу може додатково містити робочу станцію збору, обробки, відображення та підготовки до передачі відповідної інформації газопроводу на диспетчерський пункт. Технологічні особливості системи. Запропонована система забезпечує телевимірювання (обчислення) поточних миттєви х значень технологічних параметрів від датчиків з «HART» виходом, а також з токовим виходом; телевимірювання (обчислення) інтегральних значень технологічних параметрів; телесигналізацію крайніх, проміжних, невизначених положень, стану та режимів роботи технологічного устаткування від дискретних датчиків, що формують замикання «сухи х контактів» або керованих переходів транзисторних або тиристорних ключів (200-10000Q); телесигналізацію відхилення технологічних параметрів за встановлені межі; телесигналізацію несанкціонованої зміни стану те хнологічного уста ткування; телекерування двохпозиційними технологічними об'єктами для комутації індуктивного навантаження потужністю не менш 30 ВА при напрузі постійного струму 24В и тривалістю настроюваного керуючого впливу, відповідно до типу технологічного устаткування; дистанційна зміна встановлених значень параметрів, а також констант і параметрів, що визначають хімічні та фізичні характеристики газу, паспортних даних датчиків, замірних пристроїв та іншої службової інформації; відображення та архівірування проходження подій в базах даних із прив'язкою до реального часу; обмін інформацією та взаємодія із сусідніми КП по стандартних інтерфейсах (Ethernet); обмін інформацією та взаємодія з верхнім рівнем керування по стандартних інтерфейсах (Ethernet); синхронізація за часом між КП і пунктами керування; захист від виконання помилкових та несанкціонованих команд, прийому та передачі помилкової інформації; самодіагностика технічного стану системи з видачею сигналів про несправності електричних кіл та устаткування. Система працює наступним чином. Робота системи передбачає як безперервне циклічне опитування всіх її параметрів, циклічне опитування для виявлення нових подій на КП, так і періодичне опитування всіх параметрів системи в певному інтервалі часу, встановленому диспетчером. Передбачена також робота з окремими КП або групою КП по запиту. У ході циклічних опитувань забезпечується пріоритетна високошвидкісна сигналізація аварійних ситуацій та режимів технологічного процесу перекачування газу. При порушенні зв'язку з відповідними алгоритмами КП відбувається самостійне відпрацьовування зазначених алгоритмів. Зв'язок між складовими системи здійснюється за допомогою локальної обчислювальної мережі по каналах передачі даних, організованих за допомогою стандартної системи ущільнення оптоволоконних ліній зв'язку STM1/4 (155/622 Мбіт/с). Основним робочим джерелом живлення для КП служить однофазна гарантована мережа перемінного струму напругою 220В частотою 50±2Гц від UPS, а для керування вузлами - 24В постійного струму також від UPS. Апаратура КП та обчислювач витрати газу здатні функціонувати в таких умовах середовища, що їх о точує: температура навколишнього повітря від мінус 40°С до плюс 70°С; максимальна швидкість зміни температури навколишнього повітря - 20°С/год; відносна вологість повітря - до 100% з можливістю конденсації вологи. Первинна апаратура газовимірювального пункту з обчислювачем витрати газу встановлюється в приміщенні з комфортними кліматичними умовами, які автоматично підтримуються за допомогою кондиціонера. Автоматизоване робоче місце оператора лінійної частини газопроводу розміщується на диспетчерському пункті однієї з компресорних станцій дільниці і є пультом керування автономного виконання з повним дублюванням за схемою «основний/гарячий - резерв» із засобами відображення, реєстрації, архівірування, кабельною продукцією та апаратурою стикування інформації обчислювальних засобів для створення комп'ютерної мережі по оптоволоконній лінії зв'язку. Промислова придатність. Використання в умовах роботи трубопровідного транспорту стандартних інтерфейсів і апаратних модулів програмувальних логічних контролерів, застосування базових програмних засобів реального часу (операційні системи, інструментальні засоби) за документами Міжнародної організації стандартизації та Міжнародного електротехнічного комітету), а також використання спеціалізованих пакетів типу SCADA (Supervisory Control & Data Aquision), що забезпечують збір, збереження та візуалізацію даних у режимі реального часу, у тому числі для організації робочих місць експлуатаційного персоналу, дозволяє забезпечити сумісність та спадкову наступність технічних рішень при розвиткові системи автоматизації засобами різних виробників для забезпечення інформаційного обміну із системами різних ієрархічних рівнів.