Диспетчеризация компрессорных станций

(Создание системы управления удаленными объектами компрессорной станции Новопсков) КС Новопсков – крупнейшая компрессорная станция на Востоке Украины, с которой начинается украинская часть экспортного газопровода «СОЮЗ», а также проходят газопроводы, соединяющие Центральный регион России с Северным Кавказом.

Задачи проекта

Основной задачей проекта было расширение и модернизация существующей системы линейной телемеханики, реализованной на базе технических и программных средств компании Serck Controls, с целью подключения к системе 20-ти удаленных газораспределительных станций (ГРС), 3-х новых крановых площадок (линейных КП) и двух компрессорных цехов. При этом необходимо было сохранить работоспособность контролируемых пунктов, реализованных на протоколе PROTEUS, и подключить передачу данных с расходомеров, установленных на ГРС с помощью ретрансляции запросов системы учета газа «ASK». Сложность проекта заключалась и в том, что дополнительных каналов связи строительство не предусматривалось и все разнородные данные должны были передаваться по существующим каналам связи.

Реализация проекта

В качестве системы телеметрии бала принята обновленная SCADA SCX6 компании Serck Controls с семейством контроллеров PX eNET в качестве удаленных устройств управления. Учитывая необходимость передачи по каналам связи разнородных протоколов и данных, было принято решение использовать стандартный телемеханический протокол DNP3, который позволет передавать пакеты данных любого формата с помощью организации виртуальных каналов. Старые линейные КП, реализованные на протоколе PROTEUS, были подключены с помощью специально разработанного конвертера протоколов DNP3-PROTEUS.

Структурная схема реализованной системы телемеханики КС Новопсков показана на рисунке.

Каналы связи

Информационный обмен данными между контролируемыми объектами и диспетчерским пунктом осуществляется по следующим каналам связи с логическим протоколом DNP3:

• коммутируемый канал PSTN;
• радиорелейный или радиоканал;
• ведомственный телефонный (двух или четырех проводная линия связи);
• ведомственный кабельный канал (двух или четырех проводная линия связи).

Распределение каналов связи с территориально удаленными объектами осуществляется по следующим направлениям:

• СКЦ, Юг;
• СКЦ, Север;
• Союз, Запад;
• Союз, Восток;
• Юг-2;
• Новопсков-1;
• Уренгой, Восток-2;
• PSTN;
• PPC;

В состав системы телемеханики вошли следующие программно-технические средства (ПТС):

• ПТС контролируемых объектов, обеспечивающих сбор, обработку и обмен технологической информацией с ПТС диспетчерского пункта;
• ПТС диспетчерского пункта, обеспечивающих прием информации от всех объектов, ее обработку, отображение и архивирование, а также взаимодействие с рабочими станциями;
• ПТС сервисного оборудования, необходимые для программирования и конфигурирования интеллектуальных устройств системы

В состав ПТС контролируемого объекта входит:

• микропроцессорный контроллер PX eNET;
• устройство управления двухпозиционными механизмами (кранами);
• устройства системы питания;
• средства коммутационные;
• устройства грозозащиты и искрозащиты;
• устройство гальванической развязки интерфейсов;
• устройство, поддерживающее протокол обмена PROTEUS либо протокол типа Флоутэк (Суперфлоу, Флоуинэк).

В состав ПТС диспетчерского пункта управления входит:

• дублированные серверы SCADA SCX6;
• клиентские рабочие станции;
• коммуникационные средства связи, обеспечивающие обмен информацией с контролируемыми объектами и рабочими станциями;

В состав ПТС сервисного оборудования входит:

• пульт сервисный;
• модем;
• комплект кабелей для подключения проверяемого оборудования;
• комплект сервисного программного обеспечения.

Питание

Питание ПТС контролируемых объектов осуществляется от сети третьей категории напряжением 220 В переменного тока с отклонением от номинального значения в пределах от плюс 22 В до минус 33 В (основное питание) и аккумуляторной батареи (АКБ) напряжением (12,6±2,4) В постоянного тока, емкостью 150 А•час (резервное питание).
ПТС контролируемых объектов сохраняет работоспособность при исчезновении основного напряжения питания в течении не более 72 часов.

В рамках проекта реализована следующая функциональность:

• телеизмерение текущих значений технологических параметров: давления и температуры газа, защитного потенциала «труба-земля»;
• телеуправление двухпозиционными исполнительными механизмами;
• телесигнализация дискретного состояния двухпозиционных исполнительных механизмов;
• ретрансляция массивов информации по расходу газа от автоматических вычислителей, установленных на ГРС;
• ретрансляция массивов информации от существующих периферийных устройств, поддерживающих протокол обмена PROTEUS, в том числе установленных на контролируемых пунктах КЦ «Союз» и КЦ «Волна»;
• контроль уставок технологических параметров и их дистанционное изменение;
• контроль и управление электропитания контролируемых пунктов с обеспечением заряда резервных батарей, их «тренировки» и защиты от разряда;
• отображение и архивирование в базе данных сообщений и событий;
• просмотр состояния линейных объектов и ГРС в виде мнемосхем;
• вычисление среднечасовых значений давления и температуры на входе и давления на выходе ГРС;
• ведение архивов данных и формирование трендов и отчетов;
• диагностику технического состояния с выдачей сигналов о неисправностях в цепях измерения и управления;
• защиту от выполнения ошибочных и несанкционированных команд, приема и передачи недостоверной информации;
• обмен информацией и взаимодействие с уровнем КЦ (КС) по локальной сети Ethernet;
• охранную сигнализацию от нештатного доступа.

Результат внедрения

В результате ввода в эксплуатацию системы телемеханики КС Новопсков обслуживающий персонал получил возможность с любой рабочей станции иметь доступ ко всей информации о работе основного технологического оборудования КС, крановых площадок и ГРС. При этом существует возможность, после авторизации, управлять и конфигурировать удаленные объекты, что существенно сокращает стоимость обслуживания автоматики крановых площадок и ГРС. Были задействованы все наличные каналы связи, по которым осуществляется информационный обмен с оборудованием, имеющим различные протоколы обмена. Применение резервированных серверов SCADA SCX6 обеспечивает надежный сбор, хранение данных, постоянный доступ к ним и возможность непрерывной их обработки. Система отчетов и графического анализа данных существенно упростили контроль процессов и поиск неисправностей в системе, а также в технологическом оборудовании.