НПК "Автоматика" располагает научно-техническими и производственными технологиями для создания автоматизированных систем управления.Технологический цикл включает в себя системное проектирование, разработку и изготовление средств автоматизации, разработку программного обеспечения, комплектную поставку на объект, сдачу в промышленную эксплуатацию, гарантийное и сервисное обслуживание.
Имеются лицензии Госатомнадзора России и Гостехнадзора России.
АСУ ТП, системы управления и защиты ядерных реакторов, АСДУ и системы передачи данных, разработанные в АО НПК "Автоматика", введены в действие на объектах Сургутгазопрома, Тюменьтрансгаза, Ноябрьскгазодобычи ОАО "Газпром"на Белоярской и Ново-Воронежской АЭС, в "РНЦ физико-энергетический институт" (г. Обнинск), на Новочеркасской ГРЭС, ведется разработка АСУ ТП и средств автоматизации для ряда других объектов тепловой и атомной энергетики и газодобывающих предприятий.
Отказоустойчивость и надежность, функциональная полнота и гибкость, техническая, эксплуатационная и стоимостная конкурентоспособность - главные критерии созданных в настоящее время АСУ ТП и средств автоматизации.
Наличие развитых сетевых интерфейсов, возможность использования для передачи информации радиоканалов позволяет создавать не только централизованные, но и распределенные иерархические системы с использованием как отечественных, так и зарубежных средств. Программные и технические средства позволяют настраиваться на любую предметную область, любой технологический процесс.
Основными направлениями работ по автоматизации управления объектами газодобычи являются комплексные АСУ ТП для газовых промыслов, а также автоматизированные системы и комплексы учета газа.
1. Головной образец комплексной АСУ ТП разработан и сдан в эксплуатацию на Западно - Таркосалинском газоконденсатном месторождении.
АСУ ТП Западно - Таркосалинского газоконденсатного месторождения реализует следующие функции:
Контроль режима работы УКПГ и состояния технологического оборудования с оперативным отображением информации;
Контроль режима и состояния технологического оборудования кустов газовых скважин;
Дистанционное управление отсечными клапанами;
Автоматическое программное регулирование потока газа по техническим линиям по заданному расходу;
Автоматическое программное регулирование расхода ТЭГа (ДЭГа) на каждой технологической линии по фактическому расходу газа на линии;
Автоматическое программное регулирование уровней жидкости основного (цех осушки газа) и вспомогательных (цех регенерации ТЭГа и метанола) технологических процессов;
Автоматическое программное регулирование температуры регенерации ТЭГа и метанола;
Формирование управляющих воздействий согласно алгоритмов управления в автоматическом и автоматизированном режимах;
Контроль выполнения управляющих воздействий;
Анализ хода технологического процесса по значениям параметров и сигнализация предаварийных ситуаций;
Расчет и сигнализация гидратообразования на кустах газовых скважин и входных линиях ЗПА;
Обнаружение аварийных ситуаций и выполнение соответствующих защит в автоматическом либо автоматизированном режимах;
Защита технологического процесса (останов оборудования и т.д.) при возникновении пожара и загазованности в автоматическом режиме;
Автоматическое документирование хода технологического процесса, действий системы и действий оператора во времени по событиям на печатающем устройстве;
Формирование учетно - отчетных документов;
Отображение оперативной информации в графическом и алфавитно- цифровом виде для операторов и диспетчерской службы промысла;
Формирование и передача сообщений в АСУ вышестоящих и смежных уровней с заданным интервалом времени и по запросу;
Контроль работоспособности КТС системы;
Решение расчетных задач (ТЭП техпроцесса промысла).
Система представляет собой 2 уровня управления:
Нижний уровень - уровень технологических объектов, оснащенных программируемыми контроллерами на базе СПА-ПС для автоматизированных технологических блоков-АТБ (кусты газовых скважин, осушки газа, переключающей арматуры, регенерации ДЭГа, ПИРа, вспомогательного производства);
Верхний уровень - комплексное управление совокупностью АТБ, централизованная обработка и хранение информации, информационное обслуживание пользователей.
Верхний уровень системы реализован на двух персональных компьютерах, один из которых работает в горячем режиме с использованием OC UNIX (AT&T) . Основу информационного обеспечения составляет БД, функционирующая при поддержке СУБД INFORMIX фирмы Software.
Рабочее место оператора - технолога оборудовано двумя цветными графическими мониторами 19'', цветным алфавитно - цифровым монитором, клавиатурой и принтером. Рабочее место системного оператора оборудовано цветным алфавитно - цифровым монитором и клавиатурой.
Соединение рабочих станций между собой и с рабочими системами административно - управленческого аппарата промысла на базе РС осуществляется через сеть Enternet с использованием протоколов TCP/IP.
Нижний уровень системы реализован на средствах СПА-ПС. В состав СПА-ПС входят микропроцессорные модули обработки информации, ввода - вывода аналоговых и дискретных сигналов, отображения информации, исполнительные автоматы для непосредственного управления электрофицированной арматурой и регулируемым электроприводом станков, пультовое и щитовое оборудование. Обеспечивается простая стыковка с КИП и А.
В состав СПА - ПС входят сетевые средства, позволяющие реализовать сетевые взаимодействия проектируемых программируемых контроллеров между собой и с другим абонентским оборудованием по Х.25, что играет решающую роль для АСУ ТП распределенными объектами. Для создания внутрипромысловой сети передачи данных средства СПА - ПС позволяют использовать радиоканалы, каналы ТЧ и физические линии, цифровые каналы. Управляющий вычислительный комплекс АСУ ТП промысла через узел коммутации пакетов внутрипромысловой сети имеет выход на сеть передачи данных ИАСУ "Сургутгазпром" по Х.25.
Система находится в промышленной эксплуатации, подтверждается ее надежность, удобство обслуживания и эксплуатации. Заказчик и обслуживающий персонал промысла дали положительный отзыв.
2. Автоматизированный комплекс учета газа АКУГ-С ТУ25-1724.039-90 (далее комплекс) обеспечивает автоматическое вычисление расхода и количества (объема) природного газа, прошедшего по каждому измерительному трубопроводу (ИТ) и газоизмерительной станции (ГИС) или газоизмерительному пункту (ГИП) в целом, в единицах расхода и количества газа, приведенных к стандартным условиям в соответствии с ГОСТ 8.563.1(2)-97 и ГОСТ 30319.2-96.
Комплекc осуществляет непрерывное автоматическое преобразование аналоговых сигналов постоянного тока (4-20 или 0-5 мА) от датчиков перепада давления (DP) на сужающем устройстве (СУ), давления (Р) и температуры (Т). Значения остальных параметров газового потока (плотность при стандартных условиях, N2, CO2, барометрическое давление) вводятся обслуживающим персоналом с клавиатуры персонального компьютера (ПК) или автоматически снимаются с хроматографа, барометра. Характеристики датчиков, параметры СУ и ИТ также вводятся обслуживающим персоналом с клавиатуры ПК.
Комплекс сертифицирован и внесен в Госреестр средств измерений.
Комплекс предназначен для круглосуточной эксплуатации при температуре окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 40C и относительной влажности воздуха от 30 до 80 % при температуре 35C и более низких температурах без конденсации влаги.
Основная относительная погрешность комплекса при вычислении объемного расхода и количества газа (без датчиков) при изменении DP в диапазоне от 9 до 119 % верхнего предела измерений:
- при входном аналоговом сигнале (0-5) мА - не более +-0,15 %.
- при входном аналоговом сигнале (4-20) мА - не более +-0,05 %.
Дополнительная температурная погрешность комплекса в диапазоне рабочих температур от плюс 5 до плюс 40C не более 0,2 предела основной относительной погрешности на каждые 10C.
Комплекс содержит 15 измерительных линий (ИЛ), которые могут быть объединены в группы и подключены к нескольким отдельным многониточным ГИП. Количество одновременно обслуживаемых комплексом ГИП - от одного до четырех и задается пользователем.
Для улучшения показателей надежности комплекс содержит два независимых канала измерения значения параметров DP, P, T и четыре канала вычисления расхода газа (одновременно работают три вычислителя расхода, четвертый - находится в режиме "горячего резервирования"). Анализ работоспособности и выбор каналов осуществляется автоматически встроенными средствами контроля и управления без вмешательства оператора.
При сбоях возникающих в процессе работы программные и аппаратные средства комплекса позволяют автоматически определять отказы аппаратуры и переходить на резервные устройства. При отключении сетевого напряжения питания обеспечивается сохранение накопленной информации в энергонезависимой памяти. При подаче питания система автоматически восстанавливает работоспособность, не требуя вмешательства оператора. Примененные в комплексе программно-технические решения значительно увеличивают достоверность и живу-честь системы учета газа при отказах в каналах измерения DP, P, T.
Использование для учета расхода газа многопроцессорной системы позволило создать высоконадежную достоверную вычислительную систему защищенную авторским свидетельством СССР №1546990, кл. G 06 F 15/16.
Связь комплекса с ПК осуществляется с помощью адаптера связи по интерфейсу ИРПС ("токовая петля") и программного пакета "СОNNECT". Один адаптер связи АДА и программный пакет "СОNNECT" позволяют подключить к ПК четыре комплекса.
Программный пакет "CONNECT" функционирующий в операционной среде WINDOWS-9х/NT ПК обеспечивает:
- прием, запись и архивирование всей поступающей от комплекса информации;
- управление процессом учета газа в режиме "диалога";
- графический анализ изменения во времени любого из параметров газового потока (DP, P, T, Q, V и т.д.).
Конструктивно комплекс выполнен в настенном шкафу, размерами 597х490х452 мм, массой не более 55 кг.
Питание комплекса осуществляется от сети переменного тока частотой (50+-1) Гц, напряжением от 187 до 242 В, потребляемая мощность - не более 120 ВА.
Автоматизированныые комплексы учета газа АКУГ и его модификации АКУГ- М, АКУГ-С эксплуатируются на предприятиях Тюментрансгаза, Сургутгазпрома, Ноябрьскгаздобычи ОАО "Газпром" с 1991 года.
Специалистами ЗАО "Автоматика-С" проводятся пуско-наладочные работы, модернизация программного обеспечения АСУРГ, обучение обслуживающего персонала, гарантийное и сервисное обслуживание.
3. Автоматизированная система учета расхода газа АСУРГ-ТМ
Научно производственный комплекс «Автоматика» с 1984 года занимается разработкой, изготовлением, внедрением и сопровождением автоматизированных систем учета расхода газа (АСУРГ), выполненных на базе автоматизированного комплекса учета газа (АКУГ). Автоматизированные комплексы учета газа АКУГ и его модификации АКУГ-М, АКУГ-С эксплуатируются на предприятиях Тюментрансгаза, Сургутгазпрома, Ноябрьскгаздобычи ОАО "Газпром". Первая модификация АКУГ была выполнена на микросхемах 155 серии и микропроцессоре КР580ВМ80. Этот комплекс был выполнен в двух шкафах, имел потребляемую мощность 1800 В*А и вес 230 кг. Последняя модификация АКУГ-С, обладающая большими возможностями, выполнена в одном шкафу, потребляет мощность не более 120 В*А и весит 55 кг. Однако сегодня всё чаще основу технической политики в области автоматизации производств на различных предприятиях составляют следующие принципы:
- все создаваемые или модернизируемые системы промышленной автоматизации должны строиться как открытые системы;
- компоненты и системы должны опираться на международные стандарты;
- все новые решения в области автоматизации должны иметь технический и технологический задел на 5–10 лет вперёд.
АКУГ-С уже не отвечает этим требованиям в полном объеме.
С 2004 г. в ОАО НПК «Автоматика» на базе SCADA-системы ТРЕЙС МОУД начата разработка автоматизированной системы учета расхода газа АСУРГ-ТМ.
АСУРГ-ТМ предназначена для автоматического вычисления расхода и количества (объема) природного газа, прошедшего по каждому измерительному трубопроводу (ИТ) и газоизмерительной станции (ГИС) или газоизмерительному пункту (ГИП) в целом, в единицах расхода и количества газа, приведенных к стандартным условиям в соответствии с ГОСТ 8.563.1(2)-97 и ГОСТ 30319.2-96. Основная относительная погрешность системы при вычислении объемного расхода и количества газа (по аналоговым сигналам, но без учета погрешности датчиков) при изменении DP в диапазоне от 9 до 119% верхнего предела измерений не хуже 0,1%. Входные сигналы:
- аналоговые (4 – 20) мА;
- цифровые по протоколу HART или MODBUS.
Количество подключаемых измерительных трубопроводов не ограничено. Система имеет распределенную структуру и при необходимости легко наращивается. Имеется возможность резервирования на любом уровне – от контроллеров до уровня диспетчерской службы. АСУРГ-ТМ легко интегрируется с другими информационно-управляющими системами по стандартным протоколам DDE, OPC и с любой реляционной СУБД, поддерживающей SQL-запросы.
Программное обеспечение АСУРГ-ТМ выполнено на основе SCADA-системы ТРЕЙС МОУД.
ТРЕЙС МОУД - это самая покупаемая в России SCADA - система, предназначенная для разработки распределенных АСУТП широкого назначения. ТРЕЙС МОУД создана в 1992 году фирмой AdAstra Research Group, Ltd (Россия) и к настоящему времени имеет свыше 7000 инсталляций.
Системы, разработанные на базе ТРЕЙС МОУД, работают в энергетике, металлургии, атомной, нефтяной, газовой, химической, пищевой, космической и других отраслях промышленности и в коммунальном хозяйстве России. По числу внедрений в России ТРЕЙС МОУД значительно опережает зарубежные пакеты подобного класса.
ТРЕЙС МОУД имеет одновременную поддержку, как современных западных и российских, так и старых советских контроллеров. Это позволяет производить поэтапное обновление аппаратных средств АСУ предприятия. Вместо того чтобы выбрасывать еще жизнеспособное, но морально устаревшее оборудование, предприятие может заменять современными моделями лишь вышедшие из строя устройства. Таким образом, предприятие получает возможность сохранения своих оборотных средств, за счет более равномерного распределения инвестиций по времени.
ТРЕЙС МОУД ориентирована на стандартные, а потому и недорогие, программные средства. Операционные системы Windows, сетевые платы Ethernet и Arcnet, карты Sound Blaster есть на любом промышленном предприятии, они стоят недорого и любое предприятие располагает квалифицированными кадрами, способными их обслуживать. ТРЕЙС МОУД имеет документацию и техническую поддержку фирмы производителя на русском языке. ТРЕЙС МОУД позволяет получать и передавать данные через распространённые стандарты обмена данными DDE/NetDDE и OPC как в качестве клиента, так и в качестве сервера. Для непосредственного обмена данными с широким спектром контроллеров, плат и модулей ввода вывода написано множество бесплатных драйверов. Коммуникационный интерфейс открыт, поэтому для любого устройства с нестандартным протоколом можно самостоятельно разработать собственный драйвер. Для связи с внешними базами данных используется бесплатный ODBC драйвер.
Структурная схема АСУРГ-ТМ показана на рисунке 1. АСУРГ-ТМ состоит из нескольких уровней:
а) уровень контроллеров, в который входят:
- автоматизированный комплекс учета газа – АКУГ-ТМ, состоящий из контроллеров, аналого-цифровых преобразователей (АЦП), блоков питания датчиков и АЦП и HART - модемов;
- датчики перепада давления, давления и температуры;
- хроматограф.
б) уровень операторов, состоящий из автоматизированного рабочего места оператора, в составе персонального компьютера и принтера, высокоскоростной промышленной СУБД реального времени SIAD/SQL и сервера тревог;
в) административный уровень – это графический клиент ТРЕЙС МОУД, предназначенный для мониторинга и супервизорного управления технологическим процессом.
На рисунке 1 показана дублированная система. Это позволяет значительно повысить надежность, однако при этом возрастает и цена. По желанию заказчика возможна конфигурация без дублирования или дублирование только на одном уровне, например, на уровне контроллеров.
Рассмотрим систему более подробно.
На уровне контроллеров в качестве аналого-цифровых преобразователей (АЦП) используются 8 - канальные модули аналогового ввода с изоляцией (-20...+20)mA фирмы ADVANTECH ADAM4017 или аналогичные фирмы ICP DAS I-7017C.
АЦП обладают следующими характеристиками:
- разрядность - 24 бит;
- частота выборки - 10 выборок/сек;
- тип преобразования - сигма-дельта преобразование;
- режимы запуска - встроенный генератор;
- гальваническая изоляция - 3000 В;
- погрешность - (-0.1...+0.1) %;
- напряжение питания – (+10...+30) В;
- потребляемая мощность - 1.3 Вт;
- время наработки на отказ - 80000 ч;
- условия эксплуатации - температура (-20...+75) °С;
- размеры:
длина - 122 мм;
ширина - 72 мм;
высота - 25 мм.
На эти модули имеются соответствующие сертификаты соответствия и сертификаты об утверждении типа средств измерений.
Использование подобных модулей позволяет максимально приблизить АЦП к датчикам, что значительно сокращает протяженность медных проводов, соединяющих АЦП и датчик. Связь модулей АЦП с контроллером осуществляется по двухпроводной линии по интерфейсу RS-485. Длина линии связи может достигать 1200м. Допускается параллельное подключение нескольких (до 2048) модулей к одной линии связи.
Если в системе имеются интеллектуальные датчики, то можно исключить АЦП и общаться с датчиком по цифровому протоколу (HART или MODBUS). Например, для работы по HART- протоколу между контроллером и датчиками необходимо установить не дорогой HART-модем Метран-681. В этом случае исключается дополнительное преобразование сигнала, в результате повышается точность и надежность канала.
В качестве контроллеров выбраны одноплатные компьютеры фирмы ICP Electronics Wafer-4823 в компактном промышленном корпусе МВ-1200.
В этом контроллере используется процессор Intel 80486 с частотой шины 100МГц, имеются Ethernet контроллер, порты RS-232 и RS-485. Максимальный объем оперативной памяти 32 Мб. Максимальный объем электронного диска 144 Мб (флэш). Это дешевый, но в то же время достаточно мощный и надежный PC – совместимый контроллер.
Основное программное обеспечение (ПО) контроллера это DOS 6.22 и Микро Монитор Реального Времени (МРВ) ТРЕЙС МОУД. Микро МРВ - это исполнительный модуль реального времени, который устанавливается в контроллере и исполняет проект, созданный в интегрированной среде разработки ТРЕЙС МОУД. Микро МРВ обладает встроенной поддержкой модулей Advantech, ICP DAS и многих других фирм, а также открытым форматом обмена для связи с любыми УСО. В систему встроены мощные функции резервирования.
Основные функции Микро МРВ:
- сбор информации с модулей АЦП через RS-485 при помощи встроенных драйверов;
- автоматический контроль достоверности измерений;
- первичная обработка информации с объекта (фильтрация, масштабирование, контроль границ и т.д.);
- расчет расхода газа;
- привязка событий ко времени;
- передача данных измерения и расчетных данных на компьютер оператора;
- ведение локального архива с возможностью его "подъема" на компьютер оператора;
- ведение дампа для безударного рестарта;
- поддержка сторожевого таймера;
- мощные функции резервирования;
- лицензия на 12 контроллеров.
Существуют версии Микро МРВ, поддерживающие обмен с персональным компьютером (ПК) через GSM-интерфейс, коммутируемую телефонную сеть.
Связь между контроллерами, управляемыми Микро МРВ и мониторами реального времени уровня операторов АСУ, может осуществляться многими способами:
- по последовательному интерфейсу (RS-232/485);
- по сети Ethernet, Arcnet, Token Ring и т.д.;
- через полевые шины;
- через модем по выделенной или по коммутируемой линии;
- через GSM сети.
В Микро МРВ встроены мощные функции резервирования, включающие в себя:
- переход на резервные сетевые адаптеры в случае разрыва сети;
- переключение сетевого обмена при разрыве сети на RS-485;
- резервирование модулей АЦП;
- получение корректных результатов измерения параметров, контроль которых дублируется несколькими датчиками;
- поддержка состояния горячего резерва контроллеров с безударным рестартом в случае отказа основного контроллера.
На уровне операторов используется персональный компьютер Pentium 4 под управлением операционной системы Windows XP и МРВ ТРАСЕ МОУД с разработанным проектом соответствующего уровня. МРВ - это мощный сервер реального времени. Он предназначен для сбора данных с контроллеров, управления технологическим процессом и распределения данных между станциями. МРВ обладает мощным ядром реального времени:
- поддержка более чем 300 типов контроллеров;
- модульная структура - от 128 до 64000 каналов, теги неограниченны;
- единое сетевое время;
- горячее подключение датчиков, контроллеров, серверов. ON LINE редактирование проекта;
- сохранение данных реального времени в промышленную СУБД РВ SIAD/SQL 6 с рекордными показателями скорости;
- статистическая обработка архивных данных СУБД РВ SIAD/SQL 6 и расчет технико-экономических параметров (ТЭП);
- подключение к внешним базам данных по интерфейсу ODBC и исполнение SQL-запросов в реальном времени;
- обработка по пользовательским алгоритмам и визуализация архивных данных SIAD/SQL 6 и информации, полученной от внешних СУБД;
- автоматическое горячее резервирования.
МРВ ТРЕЙС МОУД может принимать данные через следующие интерфейсы:
- 32 последовательных порта со скоростью до 115 Кб. Каждый порт может быть настроен на свой протокол обмена, что позволяет создавать системы, содержащие контроллеры различных марок;
- локальная сеть - до 256 узлов;
- полевые шины;
- модемы по выделенной и коммутируемой линиям.
ТРЕЙС МОУД имеет систему единого сетевого времени, синхронизирующую временные шкалы на всех станциях распределенной АСУ. Точность временной привязки равна 1 мс!
Система хранения технологической информации TRACE MODE спроектирована специально для работы в реальном времени в непрерывном режиме. Она включает в себя следующие компоненты:
- высокоскоростная промышленная СУБД реального времени SIAD/SQL;
- сервер тревог.
SIAD/SQL оптимизирована на быструю запись и чтение больших объемов информации 24 часа в сутки. В нее можно записывать значения более миллиона параметров с точностью меток времени до 1 мс. Скорость записи в SIAD/SQL превышает 1.600.000 параметров в секунду. Для обеспечения надежности хранения данных в СУБД РВ SIAD/SQL предусмотрено горячее резервирование серверов и функция автоматического восстановления поврежденных архивов.
Основными функциями и особенностями сервера промышленной СУБД SIAD/SQL являются:
- архивирование данных реального времени на жесткий диск и сменные носители с рекордной скоростью;
- высокоскоростное чтение и выборка данных;
- динамическая оптимизация объема записываемой информации в реальном времени и разбиение данных на тома;
- горячее резервирование серверов;
- автоматическое восстановление данных после сбоя;
- статистическая обработка архивных данных;
- раздельное архивирование групп данных (например, быстро меняющиеся параметры и сводные показатели);
- управление архивированием в реальном времени;
- импорт/экспорт данных из SIAD/SQL 6 в любую реляционную СУБД, поддерживающую SQL-запросы;
- наличие развитых средств отладки и формирования SQL-запросов.
По результатам экстремальных тестов было установлено, что на компьютере с процессором Pentium-IV 3 ГГц и ОЗУ 2 Гб сервер СУБД РВ SIAD/SQL способен выдержать пиковую нагрузку порядка 1,6 млн. изменений аналоговых параметров в секунду. Сохранение данных в базу SIAD/SQL производилось на 2 жестких диска с интерфейсом Serial ATA, объединенных в массив RAID-0 (Stripe). Сервер СУБД РВ SIAD/SQL ведет динамическую оптимизацию записываемой информации, позволяющую на порядок уменьшить объем архива.
Запись архивных данных ведется одновременно в 3 файла СУБД РВ SIAD/SQL. Еще один архив зарезервирован для системных нужд. Благодаря гибкой системе настройки параметров архивации TRACE MODE, в один файл СУБД РВ можно, например, сохранять историю "быстрых" параметров технологического процесса с максимальной степенью детализации за сутки/неделю, а в другой - "медленные" сводные данные о работе цеха за несколько лет.
Такой метод разделения на "быстрый" и "медленный" архивы существенно экономит ресурсы по сравнению вариантом "один параметр - одна таблица - один файл", который часто встречается в других SCADA-системах. В сочетании с высокой скоростью сохранения SIAD/SQL обеспечивает максимальную эффективность хранения и надежность исторического архива.
Файлы СУБД РВ SIAD/SQL могут сохраняться не только на жестком диске, но и на сменных носителях любых типов, например, на DVD-RAM. На время замены сменного носителя запись в СУБД РВ SIAD/SQL приостанавливается, но данные не теряются, они накапливаются в специальном буфере оперативной памяти сервера, который затем переписывается на новый носитель. Этот же буфер в оперативной памяти предохраняет систему от сбоев, связанных с перегрузками дисковой подсистемы, а также в момент резервного копирования файлов СУБД РВ SIAD/SQL. Поэтому проблемы пиковых нагрузок дисковой подсистемы в момент сохранения истории быстрых переходных процессов решаются простым наращиванием ОЗУ сервера СУБД РВ SIAD/SQL.
Для АСУТП с повышенными требованиями к безопасности и для корпоративных информационных бизнес-систем предусмотрены дублированные и троированные версии монитора реального времени и сервера архива SIAD/SQL с поддержкой функций автоматического горячего резервирования архивов. Все дублированные (троированные) серверы системы сохраняют синхронизированные данные реального времени в отдельные файлы. В случае сбоя одного из серверов, оставшийся в работе продолжит сохранение информации, а после восстановления автоматически передаст недостающие данные отключавшемуся серверу. Таким образом постоянно поддерживается целостность каждого файла архива SIAD/SQL.
Сервер тревог сохраняет информацию о событиях, произошедших на контролируемом объекте в виде текстовых сообщений. Каждое событие имеет свой статус:
- авария;
- предупреждение;
- системное сообщение;
- пользовательское сообщение;
- ошибка;
- команда;
- и т.д.
Событие, по которому в отчет тревог попадает сообщение, может быть произвольным - изменение дискретного сигнала, попадание аналогового сигнала в контролируемый интервал, либо любое изменение аналогового сигнала. Текст сообщений задается пользователем. Помимо пользовательских сообщений, в отчет тревог заносятся системные события: вход и выход (авторизация) пользователей, а также запуск и остановка монитора реального времени. Сообщения могут выводиться на экран, на печать, сохраняться в файл и даже отсылаться в виде SMS на сотовый телефон оператора. Отчет тревог может обрабатывать любые события, в том числе вычисляемые и генерируемые на основе статистической обработки данных СУБД РВ SIAD/SQL. Каждое сообщение может быть квитировано (подтверждено) оператором с фиксацией времени квитирования и фамилии оператора.
СУБД РВ SIAD/SQL легко интегрируется с реляционными СУБД и прочими приложениями. В инструментальную систему TRACE MODE встроен специальный модуль - Редактор SQL-запросов. То есть, в реальном времени через входные аргументы в SQL-запрос передаются данные из каналов TRACE MODE, выполняются запрограммированные транзакции через стандартный интерфейс ODBC, а затем полученные результаты передаются через выходные аргументы обратно в каналы. Стандарт ODBC позволяет организовывать взаимодействие как с мощными реляционными СУБД - такими как Oracle или MS SQL Server, так и с популярной СУБД MS Access.
На административном уровне так же работает персональный компьютер под управлением Windows XP. Но вместо МРВ в нем используется NetLink Light. NetLink Light - это графический клиент ТРЕЙС МОУД, предназначенный для мониторинга и супервизорного управления технологическим процессом. Источником данных для NetLink Light являются серверы МРВ. NetLink Light обладает функциями автоматического переключения на резервный сервер в случае отказа основного. Скромная цена допускает его массовое применение на цеховых терминалах и дополнительных мониторах диспетчеров.
Накопленные данные можно просматривать в реальном времени с локальных и удаленных узлов, выводить на печать в виде таблиц, графиков, отчетов! Кроме того, TRACE MODE имеет уникальную технологию графического “плейбека” архива, позволяющую просматривать данные в виде фильма! Графический «плейбек» архива ТРЕЙС МОУД, благодаря уникальным свойствам СПАД-архивов, дает возможность просматривать ретроспективу процесса, как фильм на видеомагнитофоне. Графический «плейбек» архива дает в руки руководителя могучий инструмент контроля работы всего диспетчерского комплекса.
Теперь рассмотрим АСУРГ-ТМ для распространенной пяти ниточной ГИС (рисунок 2), назовем ее «Елец».
Так - как на каждой измерительной линии установлено по три датчика – перепада давления, давления и температуры, то нам для 5 ИЛ необходимо иметь 15 входов АЦП. Для этого используются два 8 - канальных модуля аналогового ввода с изоляцией (-20...+20)mA I-7017C. Для питания датчиков и АЦП установлены 6 блоков питания Метран-604 исполнения DIN на 24 В. Это четырех канальные блоки. На каждую измерительную линию используется свой блок питания. Такая схема подключения позволяет при необходимости отключать только одну ИЛ. Шестой блок питания используется для питания АЦП. Модули АЦП по двухпроводной линии (RS-485) подключены к контроллеру, выполненному на основе одноплатного компьютера Waver-4823. Для обеспечения надежности используется резервный канал – контроллер – АЦП – датчики. Контроллеры, АЦП и блоки питания составляют автоматизированный комплекс учета газа – АКУГ-ТМ. Контроллеры комплекса имеют связь с хроматографом и через Ethernet Switch соединены с ПК оператора. Со своего компьютера оператор передает в АКУГ-ТМ всю необходимую для учета газа информацию (диаметры измерительных линий, характеристики датчиков и т.д.). С хроматографа контроллеры получают необходимые для расчета расхода характеристики газа. Расчет расхода газа, диалог с оператором и хроматографом осуществляются основным контроллером. Однако вся информация поступает одновременно в основной и резервный контроллеры комплекса. Кроме этого основной контроллер постоянно один раз в минуту (этот интервал можно сделать как меньше, так и больше) передает в ПК оператора информацию о ходе процесса учета – текущие значения измеренных величин, текущее значение расхода. Все аварийные сообщения передаются немедленно. Резервный контроллер в это время находится в состоянии горячего резерва для обеспечения безударного рестарта в случае отказа основного контроллера. Данные с автоматизированного комплекса поступают в базу данных и используются оператором для наблюдения за процессом учета и создания отчетной документации. С компьютером оператора по сети Ethernet связан компьютер верхнего уровня. С этого компьютера нет возможности управлять процессом учета, но имеется доступ к базе данных АСУРГ-ТМ. На его мониторе можно видеть весь процесс учета, все вмешательства оператора. Одновременно вся информация поступает в базу данных отраслевой системы оперативно-диспетчерского управления.
4. Интегрированная автоматизированная система управления Западно-Таркосалинского газового промысла
Информационно-управляющие системы представляют собой распределенные интегрированные системы и включают в себя автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) взаимосвязанных объектов основного и вспомогательного производственного назначения, объединяемые по организационно-производственному принципу на уровнях диспетчерских служб производственных подразделений и центральных диспетчерских служб предприятий.
Основой ИУС являются средства и системы автоматизации технологического оборудования, которые должны автономно обеспечивать весь комплекс операций по контролю, регулированию, управлению и защите оборудования независимо от наличия и состояния систем управления вышестоящих уровней.
ОАО НПК "Автоматика" и дочерней организацией ЗАО "Автоматика-С" разработан проект и ведется подготовка к внедрению интегрированной автоматизированной системы управления Западно-Таркосалинского газового промысла.
ИАСУ ТП ЗТГП отражает организационно - технологическую структуру производственно - диспетчерских служб промысла и включает три уровня управления:
а) комплексное автоматизированное управление технологическими процессами и промыслом в целом.
Пользователями системы данного уровня являются персонал диспетчерской службы и руководство промысла;
б) автоматизированное управление технологическими объектами основного производственного назначения - АСУ ТП УКПГ, АСУ ТП УКПГк, АСУ ТП ДКС. Пользователями системы данного уровня является персонал оперативно-производственных служб технологических установок;
в) средства и системы автоматизации технологического оборудования производственных объектов - КИП и А.
Пользователями системы на этом уровне являются эксплуатационный и обслуживающий персонал.
ИАСУ ТП ЗТГП обеспечивает:
а) функции сбора, обработки и передачи технологической и технико-экономической информации;
б) комплексное решение задач централизованного контроля, автоматизированного и автоматического управления технологическими процессами, а также комплексную защиту в аварийных ситуациях объектов управления;
в) дистанционного и программно-логического управления технологическими объектами основного и вспомогательного производственного назначения, установками и агрегатами при работе в нормальных (штатных) режимах, а также в нештатных (аварийных) ситуациях;
г) информационное обслуживание оперативного персонала АСУ ТП УКПГ, АСУ ТП УКПГк, АСУ ТП ДКС, диспетчерской службы и руководства промысла о состоянии технологического процесса и основного технологического оборудования;
д) контроль за работой технологических объектов, в том числе:
опрос систем управления нижнего уровня;
прием информации от систем управления нижнего уровня;
обработка и представление информации о работе технологических объектов;
расчет баланса газа и химреагентов;
отслеживание хода выполнения комплексных аварийных защит;
диагностика состояния комплекса технических средств.
е) управление работой технологических объектов путем выдачи режимных заданий и директивных команд в соответствующие АСУ ТП, управление выполнением комплексных аварийных защит.
Функции управления, осуществляемые с верхних уровней, реализовываются посредством программно - технических средств нижестоящих уровней управления с обязательным автоматизированным извещением персонала нижних уровней. При этом устанавливаются приоритеты реализации функций управления по уровням.
ж) защита информации от несанкционированного доступа путем регистрации диспетчерского персонала по личному номеру и паролю;
и) ведение технологической базы данных;
к) обмен информацией с ЦДП ООО "Ноябрьскгаздобыча", включая прием заданий и директив от ЦДП, передачу необходимой информации в ЦДП, протоколирование команд и директив.
Состав комплекса программно-технических средств (ПТС) ИАСУ ТП определяется организационно-технологической структурой промысла включает ПТС всех уровней управления.
На уровне управления подразделениями предприятия ПТС объединены в оперативно-диспетчерскую ЛВС Ethernet, включающую:
основной и резервный АРМы диспетчерского персонала ИАСУ;
серверы SCADA систем, входящих в состав АСУ ТП УКПГ, УКПГк и АСУ ТП ДКС;
маршрутизатор для приемо - передачи данных на уровень ЦДП через региональную сеть передачи данных ( РСПД ).
Информационный обмен в ИАСУ ТП ЗТГП осуществляется:
между ЦДП ООО "Ноябрьскгаздобыча" и ПДС ЗТГП;
между SCADA системой ИАСУ и входящими в ее состав АСУ ТП (УКПГ, УКПГк и ДКС).
Все данные уровни управления обеспечиваются:
оперативными технологическими данными в режиме реального времени;
нормативно - справочными данными;
данными планово - экономического характера;
В ИАСУ ТП ЗТГП реализованы следующие способы информационного обмена:
обмен оперативными данными между SCADA - системами посредством ОРС - взаимодействий, основанного на клиент- серверной схеме (версия ОРС 2.0);
для обмена неоперативными данными используются средства протоколов ТСР / IP (например на базе FTP или др.).
В ИАСУ ТП ЗТГП заложена возможность наращивания функций и комплекса технических средств с учетом перспектив промысла в процессе ее эксплуатации путем подключения к системе автоматизированных рабочих мест (АРМ) руководства (специалистов).
Поиск
Реквизиты
