Зачастую, в основе беспроводных систем передачи данных АСУ ТП лежат сотовые системы связи, технологии широкополосного беспроводного доступа (БШПД), которые требуют значительных инвестиционных и вложений и эксплуатационных затрат, связанных с высокой стоимостью строительства сети и последующей эксплуатации. При этом возникает зависимость от сотового оператора связи, его коммерческой политики, качества сервиса и отказоустойчивости, сроков реагирования на аварии и их устранения и т.п.
Помимо технологий, основанных на сервисах сторонних публичных операторов сотовой связи: 3G, 4G (LTE), 5G, существуют также частные технические моновендорные решения отдельных производителей на основе технологий LoRaWAN, однако они не имеют полнофункционального прямого канала телеуправления, что делает их применение нецелесообразным в системах, где нужен постоянный мониторинг с гарантированным оперативным управлением. Их предназначение – лишь съём данных учета, без возможности передачи сигналов управления с достаточной степенью надежности.
Решение на базе цифрового стандарта TETRA, получившего широкое распространение в мире, позволит получать данные телеметрии с объектов автоматизации и оперативно управлять ими, обрабатывать данные в SCADA-системе (системе агрегации, обработки и визуализации данных на экране). Появляется возможность последовательного перевода существующих систем телеметрии на базе «зоопарка» технологий, включая устаревшие аналоговые, на единую технологию цифрового радиодоступа TETRA. Дополнительно вы получаете свою собственную цифровую беспроводную сеть передачи данных и голоса.
Одним из преимуществ данной технологии является доступность получения собственного ресурса радиочастот в диапазоне 420 МГц для любого юридического лица и индивидуального предпринимателя для организации собственной инфраструктуры АСУ ТП (собственные базовые станции и пользовательские терминалы).
ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ТИССКОМ» В БЕСПРОВОДНОЙ АСУ ТП
Радиотелеметрическая система «ТИССКОМ» развертывается на основе радиосети стандарта TETRA, где информация между абонентами передается через сеть базовых станций и собирается на сервере системы.
В этом случае беспроводная система АСУ ТП может охватить большое количество объектов, распределенных на огромной территории (рис. 1 Радиотелеметрическая система «ТИССКОМ»). В случае отсутствия инфраструктуры TETRA и где требуется охват небольшого количества объектов в радиусе до 15 км, в радиотелеметрической системе «ТИССКОМ» применяется диспетчерский радиомодем в качестве звена связи между объектами и сервером системы (рис. 2 Радиотелеметрическая система «ТИССКООМ» без использования инфраструктуры TETRA).
Информация в радиотелеметрической системе «ТИССКОМ» передается посредством сервиса коротких сообщений (Short Data Service). SDS сообщения аналогичны SMS сообщениям в системах GSM, но по сравнению с ними имеют выгодное отличие одномоментной передачи сообщения абонентам (объектам), объединенных в группу. Данное преимущество полезно для передачи широковещательных команд телеуправления. Скорость доставки SDS сообщений составляет доли секунды.
Данные телеметрии с объектов обрабатываются специальными радиоконтроллерами и передаются в SDS сообщениях по событийному принципу.
Состав радиотелеметрической системы «ТИССКОМ» на основе инфраструктуры «DAMM»
Программное обеспечение:
- База данных «TETRACOM» на платформе MySQL;
- ПО «Конфигуратор объектов»;
- ПО «SDS-сервер»;
- Сервис «Шлюз приложений» платформы TetraFlex компании DAMM.
Аппаратное обеспечение:
- Радиоконтроллер RCT-100 «TETRAMAX»;
- Радиоконтроллер 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. 1), 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.
В случае использования радиотелеметрической системы без инфраструктуры TETRA (рис. 2) SDS сообщения транслируются в/из ПО «SDS-сервер» через диспетчерский радиомодем, связанный с «SDS-сервером» через интерфейс RS-232.
Данные телеметрии с объектов АСУ ТП обрабатываются в БД «TETRACOM» и сохраняются в таблицах текущих и исторических значений параметров (тегов). Сопоставление наименований тегов с адресацией соответствующих регистров ПЛК или радиоконтроллера, приведение значений регистров к значениям тегов в инженерных единицах производятся при помощи справочника тегов.
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.
Радиотелеметрическая система «ТИССКОМ» внедрена для организации беспроводной АСУ ТП производства добычи и транспортировки нефти ПАО «Татнефть». К настоящему моменту построена и эксплуатируется сеть TETRA, охватывающая почти половину территории Республики Татарстан, это примерно 30 000 кв. км. пересеченной местности со сложным рельефом и насчитывающая свыше 50-ти базовых станций.
Зона радиопокрытия системы в Республике Татарстан
Сеть сбора телеметрической информации ПАО "Татнефть"
Структурная схема системы диспетчеризации передачи данных посредством SDS-сообщений: передача информации через SDS (Служба передачи коротких текстовых сообщений) имеет двунаправленный характер – как от радиоконтроллера в направлении системы SCADA, так и в обратную сторону.
Радиоконтроллеры АСУТП стандарта TETRA
Радиоконтроллер «TETRAMAX» предназначен для:
- автономного сбора данных телеметрии с контролируемых устройств и передачи полученных данных в системы SCADA в «событийном режиме» по беспроводному каналу радиосвязи TETRA;
- приема-передачи сигналов телеуправления на подключаемые исполнительные устройства;
- автоматического управления технологическими процессами;
Первичная обработка контроллером данных телеметрии с подключенных датчиков или устройств позволяет уменьшить поток поступаемых данных с объектовых контроллеров за счет отправки в системы SCADA только изменившихся значений регистров или портов, уменьшив нагрузку на их обработку.
Для систем управления, требующих поступление информации в полном объеме, предусмотрен режим работы контроллера в «прозрачном» режиме, т.е. выполняется отправка всей информация с заданным периодом времени или отправка данных по запросу системы управления.
Радиоконтроллер «TETRACON» предназначен для автоматического управления технологическими процессами, сбора информации с датчиков и передачи информации в системы по беспроводному каналу передачи данных сети радиосвязи стандарта TETRA.
Используется для удаленного управления объектами нефтедобычи, добычи и транспортировки газа, объектами энергетики на расстояниях до 35 км.
УСПД «TETRAHUB» предназначено для автономного сбора данных с внешних устройств по порту 485, анализа полученных данных и оперативной передачи данных в событийном режиме по беспроводному каналу передачи данных сети радиосвязи стандарта «TETRA». УСПД обеспечивает передачу команд-запросов телеуправления, адресованных внешнему устройству, с направлением подтверждения о выполне
Небольшой, но мощный модем TETRA Voice и Data
TW1m предназначен для решений, требующих высокой доступности и низкого энергопотребления.
Возможности интеграции TW1m включают в себя все типы встроенных систем, включая SCADA, пользовательскую телеметрию, отслеживание местоположения, управление доступом, голосовые приложения и многое другое.
Модем TW1m малогабаритный и энергоэффективный, имеет большую производительность. Он может похвастаться приемопередатчиком 3L TETRA класса мощности и расширенным GPS-позиционированием, обнаруженным на устройствах TETRA. Его высокая чувствительность приема обеспечивает отличное покрытие сети.
Универсальное подключение
TW1m поставляется со сторонними готовыми интерфейсами, которые позволяют интегратору использовать предпочтительный способ подключения.
Плата имеет системный разъем для передачи данных (PEI интерфейс и голоса) и выбор между последовательным разъемом RS-232 и разъемом USB. Он также имеет отдельные интерфейсы для программирования и питания.
Сравнительная таблица радиоустройств АСУТП стандарта TETRA
Степанов Владимир Викторович
vladimir@tisscom.ruИндивидуальные решения для государственных структур и коммерческих предприятий
Возьмемся за сложные проекты и нестандартные задачи
Свяжитесь с нами по почте vladimir@tisscom.ru
или оставьте заявку и мы вам перезвоним