Модернізація системи телеметрії вузлів обліку газу
Сьогодні своєчасний збір та аналіз даних щодо споживання газу на регіональному рівні відіграє величезну роль. З огляду на велику кількість споживачів робити це якісно та швидко дозволяють лише інформаційні системи, що працюють в автоматизованому режимі.
Одним із перших таких проектів автоматизації обліку газу стала програма АСКУГ (скор. від «автоматизована система комерційного обліку газу»). Вона розпочалася у регіональних газових компаніях у 2005 році. У рамках програми у всіх регіонах Україна здійснювалася модернізація парку промислових вузлів обліку газу, встановлених у основних споживачів, або встановлення власних дублюючих вузлів обліку газу. Одночасно проводилося оснащення цих вузлів обліку засобами телеметрії та впровадження у регіональних газових компаніях систем автоматизованого опитування та диспетчеризації вузлів обліку газу, білінгових систем та інших спеціалізованих програмних засобів.
Перед розробниками програми стояло кілька основних питань, які необхідно було вирішити, зокрема:
- організація збору даних із великої кількості промислових вузлів обліку різних типів та модифікацій;
- розробка та експлуатація на регіональному рівні програмного забезпечення, що забезпечує обробку, аналіз отриманих даних та їх передачу до системи верхнього рівня;
- розробка та експлуатація інформаційно-керуючої системи верхнього рівня, що акумулює інформацію з усіх регіонів.
Усі ці питання було вирішено. Для організації збору даних та проведення аналізу даних на регіональному рівні було застосовано обмежену кількість типів апаратно-програмних комплексів телеметрії. У кожному регіоні було застосовано апаратно-програмний комплекс одного типу. До складу цих комплексіввходять універсальні контролери телеметрії, що встановлюються на об'єкті і дозволяють зчитувати дані з основних типів електронних коректорів та обчислювачів, що застосовуються в регіоні, а також програмне забезпечення, встановлене на сервері регіональної газової компанії та здійснює збір та обробку даних споживання газу. Також це програмне забезпечення дозволяє передавати дані до системи верхнього рівня (рис. 1).
Як інформаційно-керуюча система верхнього рівня була розроблена і застосовується система «ІУС-ГАЗ».
Побудована таким чином система телеметрії дозволила звести в одне ціле оперативну інформацію щодо споживання газу основними промисловими та комунальними споживачами як на рівні окремого регіону, так і на рівні всієї країни в цілому.
Збір даних з побутових лічильників газу, що належать до третього рівня системи, зазвичай виконується в ручному режимі (візуально). Хоча останнім часом з'явилися ефективні технічні рішення, що дають змогу налагодити автоматичний збір інформації і в даному сегменті, і реалізовані пілотні проекти показали дуже добрий результат. Застосування таких рішень докладно описано у статті А.А. Турутіна «Підвищення достовірності та оперативності обліку газу в побутовому секторі із застосуванням систем телеметрії» та в цій статті не розглядається.
Поряд з успіхами роботи системи телеметрії можна відзначити і низку недоліків, виявлених у процесі експлуатації. Не торкаючись аспектів експлуатації інформаційно-керуючої системи «ІУС-ГАЗ» верхнього рівня, розглянемо питання, що проявилися на рівні регіону.
По-перше, універсальні контролери телеметрії та в цілому апаратно-програмні комплекси повинні коректно працювати звеликою різноманітністю приладів обліку газу, встановлених у споживачів. Не тільки різні типи коректорів, але навіть один тип коректора в залежності від року випуску часто має кілька версій програмного забезпечення, які можуть містити принципові відмінності. Також необхідно брати до уваги, що виробники електронних коректорів активно пропонують ринку нові, сучасніші вироби. Все це потребує постійної технічної підтримки та регулярного оновлення апаратно-програмних комплексів.
По-друге, це технічна сумісність застосовуваних електронних коректорів та обчислювачів та апаратно-програмних комплексів телеметрії. У деяких випадках при застосуванні універсальних контролерів телеметрії коректори об'єму газу отримували пошкодження ланцюгів живлення та інтерфейсу, у зв'язку з чим деякі типи контролерів підключалися до коректорів ЕК260 та ЕК270 через модулі серії БПЕК. Ці модулі забезпечують живлення коректора і є бар'єрами вибухозахисту живлення та ланцюгів інтерфейсу.
По-третє, це повне охоплення споживачів. Звичайно, на момент початку дії системи телеметрії всі основні споживачі газу були в неї включені, однак, як і в будь-якій працюючій системі, регулярно проводяться зміни, зокрема підключення нових споживачів. Дуже важливо, щоб їх вузли обліку також оснащувалися контролерами та інформація з цих вузлів обліку надходила до системи телеметрії. У разі відсутності в системі інформації про всіх споживачів газу, автоматизоване зведення балансу по регіону утруднено. Принцип роботи апаратно-програмних комплексів, на яких заснована система телеметрії, базується на застосуванні контролерів телеметрії та не передбачає варіантів отримання інформації з вузлів обліку, на яких контролерителеметрії не встановлено. У той же час, виробники коректорів пропонують варіанти зняття даних з таких вузлів обліку за допомогою програмного забезпечення, встановленого на ноутбуки, наприклад, програмний комплекс «СОДЕК Стандарт» (рис. 2).
По-четверте, універсальні контролери телеметрії та апаратно-програмні комплекси збирають основну інформацію щодо споживання газу та його параметрів, при цьому часто не використовуючи повні можливості коректорів та не зчитуючи додаткові сервісні дані, наприклад архіви змін, позаштатних ситуацій тощо. Зібраної універсальним контролером телеметрії інформації достатньо, якщо немає ніяких позаштатних ситуацій у роботі вузла обліку, але у разі виникнення необхідні додаткові дані. У цьому випадку для збору повної інформації з електронних коректорів фахівці регіональних газових компаній застосовують спеціалізоване програмне забезпечення. Наприклад, для аналізу роботи вузлів обліку газу з коректорами ЕК260, ЕК270, ТС215 та ТС220 застосовуються програмні комплекси сімейства «СОДЕК». У деяких регіональних газових компаніях програмний комплекс «СОДЕК Екстра» також встановлюється на сервері в регіональній газовій компанії та збирає дані з вузлів обліку газу, які не охоплені основною встановленою системою телеметрії, або використовується для контролю її роботи. Інформація з бази даних програмного комплексу «СОДЕК Екстра» передається до системи верхнього рівня «ІУС-ГАЗ». Таким чином, дані з вузлів обліку газу, які збирають ПК «СОДЕК Екстра», інтегровані в систему телеметрії (рис. 3).
По-п'яте, технічна реалізація збору даних за технологією GSM/CSD, закладена в більшості апаратно-програмних комплексів, при великій кількості підключених споживачів не дає змоги отримувати дані оперативно. Специфіка роботи така, що потрібно в невеликий проміжок часу рахувати дані з усіх встановлених приладів обліку газу. Істотне збільшення кількості підключених споживачів вимагає пропорційного збільшення кількості модемних пулів, що застосовуються, і, відповідно, ускладнення роботи системи, що може призвести до додаткових помилок у роботі. На даний момент з'явилися нові технології зв'язку, що дозволяють отримувати дані оперативніше і з меншими фінансовими витратами.
Також в експлуатації проявилися деякі програмні недоліки апаратно-програмних комплексів, наприклад, такі як пропуск даних за деякі інтервали. Оскільки повнота даних — одне із критеріїв достовірності обліку, то рамках апаратно-програмних комплексів необхідно розробити спеціальні алгоритми контролю повноти даних, як у рівні контролера телеметрії, і лише на рівні програмного забезпечення.
Схема ліцензування деяких апаратно-програмних комплексів побудована таким чином, що обмежується кількість приладів, які можуть бути включені до системи без додаткової оплати. Після кількох років роботи в різних регіональних газових компаніях кількість включених до системи телеметрії споживачів вже наблизилася до певної спочатку межі. У цьому випадку при підключенні нових споживачів їх включають до системи через програмне забезпечення, що постачається виробниками вузлів обліку, наприклад, через ПК «СОДЕК Екстра».
У зв'язку з тим, що зараз все більша увага приділяється роботігазових господарств регіонального масштабу, у тому числі у питаннях мінімізації небалансу, сумісності та ефективності використання обладнання обліку газу, диспетчеризації, метрологічного забезпечення, експлуатації мереж та обладнання, а також у зв'язку з вищевикладеними недоліками діючої системи телеметрії зараз виникла потреба її модернізації.
У процесі експлуатації будь-якої системи, хоч би як ретельно вона була продумана від початку, виникає розуміння, як можна поліпшити її працездатність, у якому напрямі необхідно її надалі розвивати. При цьому, якщо у складі однієї системи застосовуються прилади та технічні рішення різних виробників, то результати роботи виявляться пліднішими, якщо буде враховано досвід усіх учасників. Причому покращення роботи системи – це не разова дія, а щоденний процес – постійна взаємодія всіх зацікавлених сторін. У нашому випадку для покращення роботи системи телеметрії вузлів обліку газу необхідна взаємодія виробників приладів обліку газу, виробників контролерів та комунікаційних модулів, розробників програмного забезпечення регіонального рівня та, головне, фахівців регіональних газових компаній. У процесі модернізації необхідно застосувати більш сучасні і в той же час більш економічні технології зв'язку, врахувати переваги схем збору даних, що реально склалися, і опрацювати питання інтеграції технічних рішень і програмного забезпечення, пропонованих виробниками вузлів обліку газу.
Розглянемо можливі шляхи та варіанти модернізації системи телеметрії.
Необхідно звернути увагу на програмне забезпечення диспетчерського пункту регіональної газової компанії як основну частину всієї системи телеметрії. Якщозазначені вище недоліки, такі як:
- відсутність технічної підтримки,
- некоректне відображення даних, переданих з приладів різних типів або з приладів одного типу з різними версіями програмного забезпечення,
- неможливість включення нових споживачів через ліцензійні обмеження,
- неможливість включення нових типів приладів,
- неможливість працювати з новими комунікаційними модулями, що реалізують сучаснішу, ніж GSM/CSD технологію зв'язку,
- наявність програмних недоліків, що призводять до перепусток даних за деякі інтервали часу,
- неповне зчитування архівних даних, що не дозволяє дистанційно оцінити стан вузла обліку газу
- стають критичними для роботи системи, то обґрунтовано постає питання про заміну даного програмного забезпечення.
При цьому нове програмне забезпечення повинне працювати як із уже встановленими у споживачів універсальними контролерами та комунікаційними модулями, так і з новими контролерами, що застосовують більш сучасні технології зв'язку. З урахуванням можливого об'єднання технічних і програмних рішень, що застосовуються в регіональних компаніях та газорозподільних організаціях, нове програмне забезпечення може бути Скада-систему.
Аналізуючи досвід експлуатації спеціалізованого програмного забезпечення, що застосовується для конкретних типів коректорів, доцільно організувати збір даних у СКАД-систему через інтегровані спеціалізовані програмні шлюзи, наприклад ПК «СОДЕК Газети Шлюз», що реалізують більш сучасні технології передачі даних GPRS-FTP, GPRS-TC У цьому випадку виробник приладів обліку гарантує, що в Скада-систему надходитимуть дані в повному обсязі, необхідному нелише обліку газу, але й оцінки працездатності вузла обліку, незалежно від типу приладу, версії його програмного забезпечення, застосованого комунікаційного устаткування й реалізованої технології передачі. Відповідно, і нові контролери телеметрії та комунікаційні модулі, які застосовуються з коректорами, повинні працювати за сучасними технологіями зв'язку. У разі виникнення непереборних несправностей у застосовуваних контролерах телеметрії вони також повинні бути замінені на нові типи контролерів або комунікаційних модулів із сучасними технічними характеристиками.
Оновлена таким чином система телеметрії (див. рис. 4) позбавиться існуючих недоліків і суттєво покращить свої технічні характеристики.
