Одно из основных направлений деятельности Корпорации ПСС - разработка решений для электрохимической защиты объектов нефтегазового сектора, в частности, трубопроводов. Такие обычно объекты характеризуются протяженностью и труднодоступностью, часто находятся на большом удалении от диспетчерских пунктов, линий электропередач, в местах без покрытия сотовой связи. Особенности местности и суровые климатические условия усложняют доступ и работу с оборудованием, остро стоит вопрос своевременного получения сведении о состоянии объектов.
Дистанционная передача данных помогает преодолеть следующие проблемы:
- трудность и невозможность периодического контроля и обслуживания
- получение сообщений о выходе из строя оборудования
- получение сведении о состоянии объекта без обхода человеком
- регулирование параметров защиты
- уведомление об отклонении параметров от заданной нормы.
Существует большое количество способов передачи и получения информации. В нашей компании разработано несколько решений с использованием разных каналов, их можно разделить на три категории:
Проводной канал связи:
- двухпроводный полудуплексный интерфейс RS-485 с протоколом MODBUS RTU;
- аналоговая токовая петля 4-20 мА
- Ethernet (протокол Modbus TCP)
- PLC (передача данных по электросетям)
Беспроводной канал связи:
- LTE (сети 2G, 3G, 4G)
- WiFi
- спутниковая связь
- оптический канал связи (ВОЛС)
Рассмотрим оборудование, производимое ООО «ЗНГА Анодъ», в котором реализованы перечисленные каналы связи. Возможна установка нескольких каналов связи.
Рис.1 Оборудование с возможностью подключения дистанционного контроля.
Канал связи RS-485 в СКЗ
Все станции катодной защиты (СКЗ) производства ООО «ЗНГА Анодъ» (ИПКЗ, В-ОПЕ-Ц, САУД-И и др.), оснащенные цифровым блоком управления, имеют встроенный проводной интерфейс RS-485 для осуществления связи с диспетчерским пунктом (ДП) или сопряжения с устройствами, обеспечивающими другой способ передачи данных. Интерфейс RS-485 является наиболее широко используемым промышленным стандартом, использующим двунаправленную сбалансированную линию передачи.
Конвертер CAN/4-20 мА
Конвертер B-4-20mA-01 предназначен для преобразования данных (выходное напряжение станции катодной защиты, выходной ток, поляризационный и суммарный потенциалы), получаемых по цифровому интерфейсу CAN в аналоговый сигнал 4-20 мА. Данными конвертерами могут оснащаться все СКЗ с цифровым блоком управления производства ООО «ЗНГА «Анодъ». Такое решение применяется когда у пользователя на диспетчерском пункте реализован прием сигналов данного типа.
Канал связи Ethernet
Для обмена данными между диспетчерским пунктом и станциями катодной защиты по сети Ethernet (протокол Modbus TCP) СКЗ оснащаются стандартными преобразователями интерфейсов RS-485 в Ethernet.
- трудность и невозможность периодического контроля и обслуживания
- получение сообщений о выходе из строя оборудования
- получение сведении о состоянии объекта без обхода человеком
- регулирование параметров защиты
- уведомление об отклонении параметров от заданной нормы.
Существует большое количество способов передачи и получения информации. В нашей компании разработано несколько решений с использованием разных каналов, их можно разделить на три категории:
Проводной канал связи:
- двухпроводный полудуплексный интерфейс RS-485 с протоколом MODBUS RTU;
- аналоговая токовая петля 4-20 мА
- Ethernet (протокол Modbus TCP)
- PLC (передача данных по электросетям)
Беспроводной канал связи:
- LTE (сети 2G, 3G, 4G)
- WiFi
- спутниковая связь
- оптический канал связи (ВОЛС)
Рассмотрим оборудование, производимое ООО «ЗНГА Анодъ», в котором реализованы перечисленные каналы связи. Возможна установка нескольких каналов связи.
Рис.1 Оборудование с возможностью подключения дистанционного контроля.
Канал связи RS-485 в СКЗ
Все станции катодной защиты (СКЗ) производства ООО «ЗНГА Анодъ» (ИПКЗ, В-ОПЕ-Ц, САУД-И и др.), оснащенные цифровым блоком управления, имеют встроенный проводной интерфейс RS-485 для осуществления связи с диспетчерским пунктом (ДП) или сопряжения с устройствами, обеспечивающими другой способ передачи данных. Интерфейс RS-485 является наиболее широко используемым промышленным стандартом, использующим двунаправленную сбалансированную линию передачи.
Конвертер CAN/4-20 мА
Конвертер B-4-20mA-01 предназначен для преобразования данных (выходное напряжение станции катодной защиты, выходной ток, поляризационный и суммарный потенциалы), получаемых по цифровому интерфейсу CAN в аналоговый сигнал 4-20 мА. Данными конвертерами могут оснащаться все СКЗ с цифровым блоком управления производства ООО «ЗНГА «Анодъ». Такое решение применяется когда у пользователя на диспетчерском пункте реализован прием сигналов данного типа.
Канал связи Ethernet
Для обмена данными между диспетчерским пунктом и станциями катодной защиты по сети Ethernet (протокол Modbus TCP) СКЗ оснащаются стандартными преобразователями интерфейсов RS-485 в Ethernet.
- Канал является простым в реализации и настройке.
- Особенно такое решение интересно при имеющейся сетевой инфраструктуре на объекте.
- Надежен при передаче данных, защищен от помех.
- Не нуждается в оплате за связь в отличие от GSM и спутниковой связи.
Передача данных по линиям электросетей
Для организации проводного канала связи между диспетчерским пунктом и СКЗ по силовым линиям электросетей с напряжением 220 В и 380 В, а так же высоковольтным линиям электропередач (ЛЭП) используются приемопередающие модемы на основе PLC (Power Line Communication) технологии. Использование PLC технологии позволяет передавать и принимать цифровой сигнал по протоколу ModBus RTU через электрическую проводку зданий и линий электропередач (ЛЭП). Для передачи сигналов по линиям ЛЭП с напряжением от 6 кВ до 220 кВ используются специальные устройства присоединения.
- Особенно такое решение интересно при имеющейся сетевой инфраструктуре на объекте.
- Надежен при передаче данных, защищен от помех.
- Не нуждается в оплате за связь в отличие от GSM и спутниковой связи.
Передача данных по линиям электросетей
Для организации проводного канала связи между диспетчерским пунктом и СКЗ по силовым линиям электросетей с напряжением 220 В и 380 В, а так же высоковольтным линиям электропередач (ЛЭП) используются приемопередающие модемы на основе PLC (Power Line Communication) технологии. Использование PLC технологии позволяет передавать и принимать цифровой сигнал по протоколу ModBus RTU через электрическую проводку зданий и линий электропередач (ЛЭП). Для передачи сигналов по линиям ЛЭП с напряжением от 6 кВ до 220 кВ используются специальные устройства присоединения.
- Не требуется прокладка отдельного кабеля, электрические провода есть почти везде.
- Не требуется регистрация оборудования как радиочастотного.
- В случае если есть влияние на какие-то частоты, в PLC-оборудовании предусмотрен механизм подавления сигнала в заданном диапазоне.
- Нет платы за передачу данных.
Рис. 2 Реализация передачи данных по нескольким каналам связи
LTE-модем с двумя SIM-картами
Модем LTE-2SIM-РА-01 имеет RS485 интерфейс для подключения к блокам управления СКЗ и блокам телеметрии БТ-3-РА.
- Работает в сетях передачи данных: 2G, 3G, 4G.
- Имеет USB порт для конфигурирования настроек.
- Поддерживает функцию конфигурирования настроек через usb или дистанционного (с помощью SMS сообщения).
- Может работать клиентом и сервером.
- Широкая область покрытия.
- Возможно дистанционное обновление программного обеспечения.
Рис. 3 LTE модем с двумя SIM-картами
Связь с СКЗ по каналу WiFi
На промышленных объектах, на территории которых установлены станции катодной защиты, находящиеся в зоне покрытия WiFi сети, имеется возможность подключения СКЗ к диспетчерскому ПО, используя данный канал связи.
- Осуществление связи и управление СКЗ по WiFi каналу с помощью смартфона, ноутбука или планшета через WEB-интерфейс без необходимости установки специализированного ПО.
- Нет необходимости монтажа кабелей связи, использования сотового или спутникового каналов связи.
Спутниковый канал связи
Для обеспечения связи СКЗ с диспетчерским пунктом, в случае отсутствия какого-либо другого типа связи, станции могут оснащаться адаптером АТУКЗ-Сп для осуществления связи через спутниковую связь. Адаптер обеспечивает передачу данных о параметрах СКЗ, контроль несанкционированного доступа и управление соответствующими выходными параметрами станции. Мониторинг СКЗ осуществляется путем обмена данными адаптера с диспетчерским пунктом через сеть Internet посредством спутниковой системы связи Globalstar. - максимальная зона покрытия, возможность отправки и передачи данных в местах отсутствия сотовой связи.
Оптический канал связи
Для обмена информацией по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), между диспетчерским пунктом и станциями катодной защиты, СКЗ оснащаются стандартными преобразователями интерфейсов RS-485 в оптический сигнал. Такой канал выбирают на стадии укладки нового трубопровода.
- Способность передавать сведения без использования электропитания.
- Возможность сооружать длинные участки сетевых линий без прерываний.
- Повышенная защита информации.
- Можно подключится к существующей оптоволоконной линии на трубе.
Видеонаблюдение на участке ЭХЗ защиты
Для организации временного или постоянного видеонаблюдения, используется уличная камера, работающая в 3G/4G сетях. В камеру можно установить сим карту любого оператора. Солнечная панель на 60 Вт обеспечит автономную работу камеры в средней и южных частях территории России. В темное время суток или в условиях непогоды питание осуществляется от блока резервного питания с емкостью батареи на 40 Ач. Настройка камеры и удаленный просмотр производится с мобильного приложения на смартфоне. Камера поддерживает карты памяти до 128 Гб с возможностью просматривать удаленно архив записей с карты памяти.
При любых исходных данных об объекте и его местоположении, специалисты нашей компании предложат оптимальное решение по устройству передачи данных. Для удобства управления и анализа о состоянии защищаемых конструкции разработано несколько программных решений, например ПО ”Система телемеханики ЭХЗ”.
