Осенью 2014г. компания ПРОЕКТ-П произвела разработку программного обеспечения и пуско-наладочные работы автоматизированной системы управления технологическим процессом распределения природного газа на внутриплощадочных сетях газопровода ОАО "ЦС "Звездочка" (г.Северодвинск). Заказчиком работ выступила организация ООО "Устюггазсервис" (г.Вологда), являющаяся генеральным подрядчиком ОАО "ЦС "Звездочка" по строительству газопровода.

АСУ ТП РГ обеспечивает безопасность эксплуатации, оперативный контроль и управление технологическим процессом распределения природного газа между потребителями ОАО "ЦС "Звездочка". К объектам АСУ ТП РГ относятся пункт учета газа и четыре газо-редукторных блочных пункта. Каждый объект автоматизированной системы управления в своем составе имеет механический регулятор давления газа, узел учета газа, запорную арматуру.

Автоматизированная система управления технологическим процессом распределения природного газа построена по принципу трехуровневой системы. Нижний уровень (полевой) состоит из первичных преобразователей — датчиков давления, перепада давления, температуры, расхода, загазованности, дыма, а также исполнительных механизмов — задвижек. Средний уровень (уровень контроллеров) состоит из вторичных преобразователей, к которым относятся сигнализатор загазованности CH4 (Марш-СВ), прибор пожарно-охранной сигнализации (Гранит-16), корректор-газа (ИРВИС-РС4-ППС). Также в состав среднего уровня АСУ ТП РГ входит шкаф автоматики и управления контрольным пунктом (ШАУКП), к которому подключены первичные и вторичные преобразователи сигналов, а также исполнительные механизмы. В состав ШАУКП входит два источника бесперебойного питания 220В и 24В, которые обеспечивают бесперебойное питание оборудования контрольного пункта. ШАУКП разработан на базе контроллера и модулей ввода-вывода SIMATIC S7-1200 и панели оператора SIMATIC KTP400. Верхний уровень (уровень SCADA) АСУ составляют серверный шкаф (ШСВ) и два автоматизированных рабочих места оператора (АРМ). В состав ШСВ входит два сервера IBM (Windows Server 2008), источник бесперебойного питания, сервер времени и сетевые коммутаторы. На серверах установлена исполнительная среда и резервируемый сервер SCADA системы SIMATIC WinCC 7.0. На АРМ установлены клиенты SCADA системы WinCC 7.0.

Задачи среднего уровня АСУ ТП РГ:
    ✓ сбор информации с измерительного оборудования (с датчиков температуры, датчиков давления и датчиков перепада давления);
    ✓ сбор информации с сигнализатора загазованности (1 порог срабатывания) и с ПОС (сигнал проникновения в технологическое помещение, сигнал проникновения в помещение КИП, сигнал пожара);
    ✓ считывание информации о расходе газа (давление, температура, расход, объем) с корректора газа ИРВИС по протоколу Modbus-RTU;
    ✓ считывание информации о положении и состоянии задвижек по протоколу Modbus-RTU;
    ✓ управление задвижками по протоколу Modbus-RTU;
    ✓ нормализация и масштабирование измеряемых и расчетных величин;
    ✓ передача информации на верхний уровень АСУ ТП.

Задачи верхнего уровня АСУ ТП РГ:
    ✓ сбор информации с ШАУКП, обработка и запись информации в базу данных (БД);
    ✓ контроль работоспособности оборудования АСУ ТП РГ;
    ✓ отображение на экранах компьютеров АРМ мнемосхем технологического процесса распределения газа;
    ✓ отображение текущих и архивных графиков температур и давления;
    ✓ отображение журнала событий (аварии, действия оператора, состояние оборудования);
    ✓ звуковая сигнализация аварийных ситуаций;
    ✓ формирование часовых и суточных отчетов по расходу газа;
    ✓ формирование табличных отчетов по технологическим параметрам (температура, давление, расход и т.п.).

Перечень работ выполненных компанией ПРОЕКТ-П:
— инсталляция и настройка программного обеспечения (операционная система, антивирус, программа резервного копирования, WinCC 7.0) на серверах и компьютерах автоматизированных рабочих мест оператора;
— настройка сервера времени;
— настройка сетевого оборудования и тестирование линий связи;
— настройка и наладка первичных и вторичных преобразователей физических величин на объектах АСУ ТП РГ (сигнализатора загазованности, пожарно-охранной сигнализации, корректора газа, задвижек AUMA и т.п.);
— разработка программного обеспечения программируемого логического контроллера SIMATIC S7-1200 и панели оператора KTP400 для каждого ШАУКП;
— разработка программного обеспечения под SCADA систему SIMANTIC WinCC 7.0 на серверах и компьютерах автоматизированных рабочих мест операторов;
— наладка и испытания отдельных элементов и узлов АСУ ТП РГ;
— комплексные испытания автоматизированной системы управления;
— разработка исполнительной документации и руководства по эксплуатации на АСУ ТП РГ.

Основное оборудование ШАУКП:
— модуль центрального процессора SIMATIC S7-1200 CPU1214C — 1шт.;
— модуль ввода аналоговых сигналов SIMATIC SM1231 — 2шт.;
— коммуникационный модуль RS-485 SIMATIC CM1241 — 2шт.;
— панель оператора SIMATIC KTP 400 basic — 1шт.;
— маршрутизатор с встроенным GPRS/EDGE модемом eWON 4005CD — 1шт.;
— оптический коммутатор MOXA EDS-405A-SS-SC — 1шт.;
— кросс оптический ОКН-4 — 1шт.;
— источник бесперебойного питания 220В APC Back-UPS BE550G-RS — 1шт.;
— источник бесперебойного питания 24В Полисервис БРП-24-5/7 Ясень — 1шт.;
— нормирующий преобразователь со встроенным барьером искрозащиты ОВЕН НПТ1-Ex — 5шт.;
— активный барьер искробезопасности с гальванической развязкой ЛенПромАвтоматика БИА-101 — 4шт.;
— устройство защиты от перенапряжений Hakel DTR-1/6 — 2шт.

Краткое описание ШАУКП:
ШАУКП построен на базе программируемого логического контроллера (ПЛК) и модулей ввода вывода SIMATIC S7-1200. К дискретным входам ПЛК подключены сигналы состояния электрических вводов, пожарно-охранной сигнализации (прибор Гранит-16) и сигнализатора загазованности (Марш-СВ). К модулям аналогового ввода SM1231 подключены датчики давления и температуры газа на входе и выходе объекта АСУ ТП РГ, датчики перепада давления газа на фильтрах, а также датчики температуры воздуха в помещении. К первому модулю CM1241 по интерфейсу RS485 (протокол Modbus) подключен счетчик газа ИРВИС. К второму модулю CM1241 по интерфейсу RS485 (протокол Modbus) подключены задвижки AUMA. К ПЛК S7-1200 по Ethernet подключена панель оператора KTP 400 basic, на которой отображаются параметры объекта АСУ ТП РГ. Связь ШАУКП с верхним уровнем осуществляется по оптической линии связи, посредством неуправляемых оптических коммутаторов MOXA и маршрутизаторов eWON 4005CD.

ПЛК S7-1200 периодически опрашивает дискретные входы, модули аналогового ввода, счетчик газа и задвижки, обрабатывает полученную информацию, по запросу SCADA WinCC выдает информацию на верхний уровень АСУ ТП РГ. При возникновении ошибок связи с счетчиком газа и задвижками ПЛК формирует ошибку связи. При выходе значений аналоговых датчиков из диапазона измерения S7-1200 формирует аварию соответствующего датчика. Интерфейс панели оператора состоит из четырех разделов: оборудование, датчики, учет газа, задвижки. На экране "Оборудование" отображается состояние электрических вводов, пожарно-охранной сигнализации, сигнализатора загазованности. На экране "Датчики" отображаются показания датчиков давления и температуры. На экране "Учет газа" отображаются параметры счетчика газа ИРВИС, а также ошибка связи счетчика с ПЛК. Экран "Задвижки" состоит из нескольких страниц, соответствующих задвижкам AUMA. На каждой странице отображаются: состояние задвижки (открыта/закрыта), статус управления (удаленный/локальный), авария муфты предельного момента в положениях открыто и закрыто, общее предупреждение, общая авария, положение задвижки (0…100%); производится управление задвижкой: кнопка "ОТКРЫТЬ", кнопка"ЗАКРЫТЬ".

Краткое описание интерфейса SCADA системы WinCC:
На главном экране SCADA системы WinCC отображена схема газопровода (см.рис.ниже), на которой условно обозначены пункт учета газа, газораспределительные пункты и потребители газа. Также на экране отображаются состояния запорной арматуры и основные параметры газа (расход и давление) по каждому объекту АСУ ТП. В нижней части экрана отображается общий журнал событий SCADA системы WinCC.
При нажатии на область экрана, соответствующую объекту АСУ ТП РГ (пункт учета газа, газораспределительные пункты), происходит переход на соответствующий экран объекта. На экране объекта отображается схема газопровода в границах объекта, задвижки на входе и выходе объекта, параметры газа (давление, температура, расход, объем), температуры воздуха в технологическом помещении и помещении КИП. Также на экране объекта отображается состояние питающих электрических вводов, авария питающей сети, состояние пожарно-охранной сигнализации и сигнализатора загазованности CH4. На экране расположены семь кнопок. При нажатии на кнопку "На главную" производится возврат на главный экран SCADA системы. Кнопкой "Графики" открывается экран с графиками технологических параметров газа (давление и температура) для данного объекта. Кнопкой "События" открывается экран — журнал событий. При нажатии на кнопку "Задвижки" открывается экран контроля и управления задвижками для данного объекта АСУ ТП РГ, на котором отображаются параметры задвижек (степень открытия, статус, ошибки, предупреждения, аварии) и производится управление задвижками (команда "ОТКРЫТЬ", команда "ЗАКРЫТЬ"). Кнопкой "Уставки" открывается экран на котором задаются аварийные границы технологических параметров. При нажатии на кнопку "Таблица" открывается экран с табличным представлением технологических параметров объекта АСУ ТП РГ. Кнопкой "Отчет" открывается экран, на котором отображаются часовые и суточные показания счетчика газа ИРВИС.

Подробное описание АСУ ТП РГ приведено в руководстве по эксплуатации.

Руководство по эксплуатации