Назначение

Эффективное решение задач, возникающих у организаций, контролирующих большое количество узлов учета газа, невозможно без использования программных и технических средств.

Система автоматического считывания данных (система телеметрии) в коммунально-промышленном секторе рассчитана на широкий круг потребителей измерительных комплексов и приборов, заинтересованных в средствах компьютеризации учета потребления природного и других газов в системах газоснабжения и теплоэнергетических установках. Система телеметрии предназначена для сбора данных с узлов учета газа, хранения и дальнейшего использования данных с целью:

• учета потребления и создания отчетов;
• диагностики и параметризации оборудования;
• мониторинга технологических параметров;
• оповещения о нештатных ситуациях;
• передачи данных во внешние системы;

Конструктивные и схемные решения

Система телеметрии — многоуровневая, распределенная система, включающая: один или несколько серверов связи, сервер БД, АРМы пользователей, средства связи и электронные корректоры. На рисунке 1 представлена обобщенная структура организации сбора данных с использованием системы телеметрии.

Система обеспечивает непрерывное функционирование в режиме периодического опроса точек учета расхода газа с возможностью обслуживания запросов оператора в интерактивном режиме. Данные автоматически сохраняются в БД на «Firebird». Вместимость БД ограничена только емкостью дисковых накопителей.

Рисунок 1. Схема организации сбора данных.

На рисунке 2 представлена обобщенная структура системы. Она включает в себя верхний и нижний уровень. В состав технических средств (ТС) верхнего уровня системы входят:

• сервер связи (сбора данных);
• сервер БД;
• рабочие станции специалистов:
• АРМ администратора;
• одно или несколько АРМ метролога.

В состав ТС нижнего уровня системы входят электронные корректоры ЕК-88/К, ЕК260, ЕК270, ТС215. Структура сети сбора и передачи данных определяется наличием существующих каналов связи:

• коммутируемые и выделенные телефонные линии;
• каналы сотовой связи;
• физические линии стандартов RS232, RS485.

Для информационного взаимодействия между компонентами верхнего уровня используется локальная вычислительная сеть (на верхнем уровне системы, включая взаимодействие с другими системами).


Рисунок 2. Структура системы АСД.

Вся деятельность по обслуживанию программного обеспечения системы производится с помощью автоматизированного рабочего места администратора. Администратор конфигурирует объекты системы считывания данных. Вся конфигурация хранится в серверной БД. К объектам системы считывания данных относятся:

• серверы связи;
• приборы;
• задания;
• модемы;
• COM-порты.

В системе могут присутствовать несколько серверов связи, объединённых в локальную сеть. Каждому серверу назначаются задания, описывается конфигурация его коммуникационного оборудования. Создаётся список приборов, участвующих в автоматизированном считывании данных. Для каждого задания указывается:

• расписание;
• объём считываемых данных;
• число попыток выполнения и назначаются приборы для считывания данных.

В конфигурации коммуникационного оборудования сервера связи описываются параметры COM-портов — это формат данных и скорость передачи данных. Каждому COM-порту ставится в соответствие модем, и заносятся параметры связи с его использованием. Далее запускается планировщик заданий непосредственно на сервере связи. Оператору остаётся только ждать появления данных в серверной базе для анализа и подготовки отчётов. Нормальным режимом функционирования системы является автоматический режим сбора, обработки и хранения информации. Однако в системе сохранён интерактивный режим ручного считывания, ввода и коррекции данных.

В состав программного обеспечения входит настольный вариант СОДЭК, сохранивший все атрибуты индивидуальной работы пользователей. При необходимости пользователь может воспользоваться программой «СОДЭК-Считывание данных» в интерактивном режиме. При работе в автоматическом режиме, комплекс автоматически после сеанса связи импортирует данные в серверную БД. В интерактивном режиме пользователь «перетаскивает» мышкой папку с файлами, считанными с корректоров, на окно «СОДЭК-Обработка данных», помечает требуемые приборы и файлы и стартует импорт данных в БД. Для работы с данными о потреблении газа, полученными от корректоров семейств LIS100, LIS200 (ЕК-88/К, ЕК260, ЕК270, ТС90, ТС215) и хранящимися в базах данных формата СОДЭК используется программа «СОДЭК-Анализ данных». Программа «СОДЭК-Анализ данных» предоставляет все функции для простой и удобной работы со структурой пользователей и приборов, для отображения, редактирования, печати и экспорта информации и данных потребления. Архитектура практического применения системы телеметрии определяется многими факторами, например: решаемыми задачами, доступными каналами передачи данных, степенью оснащенности вычислительной техникой, объемами финансирования и прочее.

Одним из важных вопросов построения системы является организация связи между пунктом учета расхода газа и центральной информационной системой. Так как комплексы учета газа могут размещаться, как в непосредственной близости от центра сбора и обработки данных, так и на значительном удалении — следовательно, не существует единственного решения удобного для всех вариантов. Мы предлагаем ряд современных решений для организации сбора данных, основанных на применении электронных вычислителей (далее корректоры) и программных комплексов.

Все корректоры ТС и ЕК оснащены последовательным интерфейсом для организации обмена информацией с персональным компьютером (ПК). В корректорах ЕК260 и ЕК270 используется — RS232 V.24, RS485 и оптический МЭК 61107, у ТС215 — оптический и RS232, у корректора TC210 используется оптический. Наибольший интерес представляет организация удалённой связи во взрывоопасной зоне. Для этого широко используется блок питания электронного корректора БПЭК-02/М и БПЭК −02/МТ для корректоров ЕК260 и ЕК270, БПЭК-01/М для корректора ЕК-88/К или БПЭК-03/Т для ТС215.

Блок питания электронного корректора (БП) преобразует сетевое питающее переменное напряжение в искробезопасное постоянное напряжение. Адаптер серийного интерфейса осуществляет двухсторонний обмен информацией между электронным корректором и телекоммуникационной сетью. Адаптер серийного интерфейса со стороны электронного корректора защищён искробезопасным барьером.


Рисунок 3. Организация удалённой связи во взрывоопасной зоне с использованием RS485

При размещении корректора и ПК сбора данных на небольшом удалении друг от друга (до 50 метров для TC215 и в пределах 1200 метров для ЕК260 и ЕК270) связь может быть реализована многожильным кабелем. Такой вариант подключения максимально удобен для построения информационной системы постоянного мониторинга.

Рисунок 4. Организация удалённой связи во взрывобезоопасной зоне с использованием RS232

При расстоянии между корректором и ПК сбора данных до 5000 метров оптимальным вариантом является использование выделенной двухпроводной линии. Этот вариант также максимально выгоден при наличии кабельных сетей внутри предприятия.


Рисунок 5. Организация удалённой связи во взрывоопасной зоне с использованием выделенной линии

Если узел учета и пункт сбора информации размещены на большом расстоянии друг от друга и планируется использование узла учёта в системе сбора данных, наиболее выгодным является использование кабельной телефонной сети или сети стандарта GSM. Эти варианты наиболее удобны для реализации автоматического опроса электронных корректоров.


Рисунок 6. Организация удалённой связи во взрывоопасной зоне с использованием кабельной телефонной сети

Рисунок 7. Организация удалённой связи во взрывоопасной зоне с использованием GSM сети

Рисунок 8. Организация удалённой связи во взрывобезопасной зоне с использованием GSM сети

Рисунок 9. Организация удалённой связи во взрывобезопасной зоне с использованием БПЭК-03/Т и GSM сети

Оптимальным решением по организации удалённой связи во взрывоопасной зоне при отсутствии источника постоянного энергоснабжения является использование функционального блока FE230. Прибор FE230 — это GSM модем с питанием от батарей, имеющий сертификат взрывозащиты для использования в качестве вторичного оборудования. FE230 используется для работы с корректорами объема газа семейства LIS200. Готовность к передаче данных поддерживается настройкой интервала доступа к корректору.

Нагрузка на батареи питания происходит только в пределах данного интервала, таким образом, срок службы батарей обычно составляет более пяти лет и зависит от количества используемых батарей и установленного интервала.


Рисунок 10. Организация удалённой связи при отсутствии источника постоянного энергоснабжения

В случае невозможности организации процесса дистанционного считывания данных, сбор информации, может быть осуществлен оператором с помощью переносного компьютера непосредственно на месте установки узлов учета. Применение переносного компьютера позволяет не только обработать данные архивов на месте установки узлов учета, но и предоставляет возможность оперативного принятия решения. Полученные таким образом данные переносятся из базы данных «СОДЭК» на переносном компьютере в основную базу данных с помощью функции «транспорт данных».