В процессах современной нефтедобычи важнейшую роль играет оперативное управление удаленными производственными объектами и надежный сбор технологических данных. Для решения этой задачи используются системы диспетчерского контроля и управления SCADA, которые позволяют централизованно контролировать оборудование, анализировать параметры работы и своевременно реагировать на любые отклонения. Одним из практических примеров внедрения подобных решений является система мониторинга и управления, разработанная нашей компанией - системным интегратором ТИССКОМ.
Данная система предназначена для контроля удаленных объектов нефтедобычи, сбора телеметрической информации и передачи ее в единый центр обработки. Основой инфраструктуры выступает сеть цифровой радиосвязи стандарта TETRA. Этот стандарт широко применяется в промышленности благодаря высокой надежности, устойчивости к помехам и защищенности каналов передачи данных. Использование TETRA позволяет обеспечить стабильную связь даже в сложных географических условиях и на значительном расстоянии от центральных диспетчерских пунктов.
Важной особенностью решения является применение радиоконтроллеров собственного производства. Эти устройства устанавливаются непосредственно на технологических объектах и выполняют функции сбора данных с датчиков и оборудования. Радиоконтроллеры также обеспечивают локальное управление производственными процессами, что повышает автономность объектов и снижает зависимость от постоянного присутствия персонала.
Полученные данные передаются по радиосети в диспетчерский центр, где система SCADA выполняет их обработку, визуализацию и архивирование. Операторы получают доступ к информации о состоянии оборудования, параметрах добычи, давлении, температуре и других критически важных показателях. При возникновении нештатных ситуаций система автоматически формирует предупреждения и позволяет оперативно принять управленческие решения.
Наша компания ТИССКОМ специализируется на создании промышленных информационно-коммуникационных систем, объединяющих телеметрию, радиосвязь и программные решения для управления технологическими процессами. Интеграция SCADA-платформы с сетью TETRA и специализированными радиоконтроллерами позволяет создать надежную инфраструктуру управления удаленными объектами нефтедобычи.
В результате предприятия получают эффективный инструмент для повышения безопасности производства, снижения эксплуатационных затрат и повышения прозрачности технологических процессов. Такие решения особенно востребованы в регионах с развитой инфраструктурой удаленных промыслов, где надежная связь и автоматизация играют ключевую роль в стабильной работе отрасли.
Радиотелеметрическая система предназначена для передачи телеметрических данных и команд телеуправления в составе различных систем оповещений, SCADA, АСУ ТП.
Система развертывается на основе радиосети стандарта TETRA, данные от объектов передаются на сервер системы через сеть базовых станций или диспетчерский радиомодем.
Использование максимального функционала стандарта TETRA:
- Сервис коротких сообщений
- SDS (Short Data Service)
- Пакетная передача данных по IP
Основные компоненты системы телеметрии
1. Объектовые радиоконтроллеры, модемы TETRA
Радиомодемы и радиоконтроллеры семейства RST-100 разработаны и производятся в России нашей компанией ТИССКОМ:
- Радиомодем RCT-100 «TETRAMOD»
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRAMAX»
- Радиомодем RCT-100 «TETRAHUB»
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRACON»
Радиоконтроллеры RCT-100 отслеживают состояния датчиков и исполнительных устройств на объекте АСУ ТП, опрашивают любые программируемые логические контроллеры (ПЛК) по протоколу ModBus.
В радиоконтроллер встроен радиомодуль TETRA (рис. 3).
2. Серверное программное обеспечение
Разработанное применительно к существующей инфраструктуре базовых станций TETRA в зависимости от производителя (МиниКом, AIRBUS, DAMM, Motorola и др.)
- База данных с тегами на платформе MySQL
- ПО «Конфигуратор объектов»
- ПО «SDS-сервер»
- Сервис «Шлюз приложений».
Системы визуализации (SCADA), подключаются к серверному программному обеспечению через драйверы или, например, через ОPC интерфейс.
Преимущества
Максимальная «капитализация» действующей на предприятии сети TETRA посредством построения на ее базе беспроводной цифровой радиотелеметрической системы для задач оперативного оповещения, мониторинга, АСУ ТП.
Построение системы мониторинга или АСУ ТП «с нуля» для охвата большой территории или производственного объекта, на котором есть сложности с организацией кабельной транспортной сети;
Отсутствие, либо неудовлетворительное качество инфраструктуры (радио покрытие) публичных сетей связи сотовых операторов в регионе: объекты нефте- и газодобычи, добычи полезных ископаемых, сети энергоснабжения.
Требование высокой степени надежности работы независимой системы с обеспечением гарантированной доставки команды управления: объекты особо опасного производства, объекты нефтедобычи, локальные (ЛСО) и др.
Собственная внутриведомственная цифровая беспроводная сеть передачи данных и голоса, безопасная передача данных внутри корпоративной сети. Отсутствие пропуска трафика через внешние сети (GSM, интернет), и как следствие уязвимостей к кибератакам.
Доступность получения собственного ресурса радиочастот в диапазоне 420 МГц для любого юридического лица и индивидуального предпринимателя для организации собственной инфраструктуры;
Примером интеграции SCADA и системы радиосвязи предприятия является реализованная системным интегратором ТИССКОМ телеметрическая система на сети цифровой радиосвязи стандарта TETRA
Примеры реализации
1. Телеметрическая система ПАО «Татнефть»
К настоящему моменту в Республике Татарстан в ПАО «Татнефть» эксплуатируется производственная радиосеть TETRA построенная нашей компанией ТИССКОМ.
Зона покрытия охватывает почти половину территории РТ, это примерно 30 000 кв. км. пересеченной местности со сложным рельефом и насчитывающая свыше 50 станций (рис.4).
Реализация максимального функционала стандарта TETRA позволила использовать данную технологию в качестве сети передачи данных для существующей АСУ ТП в ПАО «Татнефть» (рис.5).
Информация в телеметрической системе передается посредством сервиса коротких сообщений (Short Data Service). SDS сообщения аналогичны SMS сообщениям в системах GSM.
Данные телеметрии с объектов обрабатываются специальными радиоконтроллерами и передаются в SDS сообщениях по событийному принципу.
Состав системы
Программное обеспечение:
- База данных «TETRACOM» на платформе MySQL;
- ПО «Конфигуратор объектов»;
- ПО «SDS-сервер»;
- Сервис «Шлюз приложений».
Аппаратное обеспечение:
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRAMAX»;
- Радиомодем RCT-100 «TETRAHUB»;
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRACON».
Состав радиотелеметрической системы «ТИССКОМ» без использования базовой инфраструктуры (базовых станций) TETRA
Программное обеспечение:
- База данных «TETRACOM» на платформе MySQL;
- ПО «Конфигуратор объектов» - ПО «SDS-сервер».
Аппаратное обеспечение:
- Радиомодем RCT-100 «TETRAMOD»;
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRAMAX»;
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRAHUB»;
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRACON».
Радиоконтроллеры семейства RCT-100 отслеживают состояния датчиков и исполнительных устройств на объекте АСУ ТП, а также опрашивают любые программируемые логические контроллеры (ПЛК) по протоколу ModBus, подключаемые по интерфейсу RS-485. Сценарии опроса регистров ПЛК, формирования событий по контролируемым параметрам программируются в радиоконтроллере при помощи ПО «RCT Logic». Возникающие события с объекта АСУ ТП упаковываются в исходящие SDS сообщения и отправляются получателю - «SDS-сервер». Входящие SDS сообщения содержат подтверждение (квитанцию) о записи данных телеметрии в БД «TETRACOM» и команды телеуправления.
В случае развертывания радиотелеметрической системы на инфраструктуре базовых станций компании DAMM (рис. 5), SDS сообщения транслируются в/из ПО «SDS-сервер» через специальный лицензируемый сервис «Шлюз приложений» посредством использования API функций. «Шлюз приложений» организовывается на контроллере базовой станции или на отдельном компьютере, который работает с базовыми станциями в одной IP сети.
Формирование SDS сообщения в сторону объекта, содержащее команду телеуправления, также формируется на основе справочника тегов: значению тега ставятся в соответствие регистровая адресация и значение в единицах контроллера.
Справочник тегов формируется при помощи настроечного ПО «Конфигуратор объектов». В справочнике содержатся наименование, адресация тегов, шкалы масштабирования значений, комментарии тегов с учетом их значений и прочие данные.
К БД «TETRACOM» по интерфейсу ODBС могут подключаться различные системы SCADA, генераторы отчетов, базы данных и прочие пользовательские программы. Данные телеметрии, хранящиеся в таблицах текущих и исторических значений в БД «TETRACOM», не требуют дополнительной обработки и готовы сразу к использованию, например, визуализация в SCADA.
Сбор и передача данных телеметрии ведутся с групповых замерных насосных установок (ГЗНУ), рис. 6. На объекте установлен радиоконтроллер RCT-100 «TETRAHUB», подключаемый к подчиненным ПЛК («Карат», «МЕГА-ФБ»), рис. 7. Произведено сопряжение системы SCADA Wonderware InTouch с серверным программным обеспечением: обмен тегами между серверной базой данных и SCADA; создание мнемосхем объекта с визуализацией технологического процесса (рис. 8).
Ранее, опрос объектовых управляющих контроллеров на ГЗНУ производился через FM модемы циклически. Ввиду значительного количества опрашиваемых объектов, длительность цикла доходила до 20-30 минут. Сбор данных с объектов через радиотелеметрическую систему позволил исключить критическую задержку приема данных, так как благодаря событийному принципу данные с объектов передаются в SCADA без задержек по мере их изменения.
2. Система мониторинга передвижных сварочных постов ПАО «Татнефть»
Использование системы мониторинга дает эффективный инструмент контроля качества производимых работ, что особенно актуально при вынесении работ на аутсорсинг. Примером является система мониторинга сварочных постов, позволяющая отслеживать график выполнения заявок на проведение работ подрядной организацией с контролем качества и учетом фактических трудозатрат.
Передвижной сварочный пост представляет собой сварочную установку на базе автомобилей КАМАЗ или ГАЗ (рис. 10).
В кабине автомобиля устанавливался радиоконтроллер RCT-100 (рис.11), отслеживающий состояние датчика наличия сварочного тока. При превышении заданного значения тока, формируется сообщение «Наличие тока» с фиксацией текущего значения тока. При остановке работ – формируется сообщение «Отсутствие тока». Эти сообщения, а также данные геолокации передавались в базу данных и специально разработанное программное обеспечение «Монитор передвижных сварочных постов (ПСП)».
Закажите систему телеметрии и телеуправления, интеграцию её в SCADA-систему предприятия, связавшись с нами через форму обратной связи!