Начинается...

Космические технологии в газовой отрасли. Разработки НПО «Турботрон», ОАО «Спутниковая система «Гонец»

Космические технологии в газовой отрасли.

Разработки НПО «Турботрон», ОАО «Спутниковая система «Гонец»

А. Н. ЖАРОВ – первый вице-президент, главный конструктор ОАО «Спутниковая система «Гонец»
Г. Н. МАЩЕНКО – к.т.н., директор по информационным технологиям НПО «Турботрон»

В настоящий момент газовая отрасль всенарастающими темпами осуществляет внедрение новейших телекоммуникационных технологий в области автоматизации производственных процессов - от добычи до транспортировки и распределения газа. Особенностью современного этапа развития отрасли является автоматизация «труднодоступных» территориально удаленных объектов, требующих непрерывного контроля и управления.

НПО «Турботрон» более 10 последних лет специализируется на разработке микропроцессорных и программных комплексов для построения автоматизированных систем различного масштаба и назначения. Основными направлениями работы предприятия в газовой отрасли связано с созданием систем телеметрии и диспетчеризации территориально распределенных объектов. Внедренная в ООО «Газпром Межрегионгаз» автоматизированная система коммерческого учета газа в 27 региональных компаниях построена на базе комплекса «Стел». Наши решения внедрены в шести газотранспортных и газодобывающих компаниях ОАО «Газпром».

В настоящее время компания ориентирована на создание продуктов и решений для обеспечения контроля над территориально удаленными объектами, на которых недоступны внешнее питание 220 В и проводные каналы связи. В газовой отрасли такими объектами являются, прежде всего, газоконденсатные скважины и шкафные распределительные пункты.

Ранее используемые нами решения для создания автоматизированных систем контроля и учета газа (АСКУГ) в большинстве случаев использовали сети мобильной связи стандарта GSM (GPRS), реже использовались выделенные физические линии и коммутируемые телефонные линии либо радиоканалы.

Однако в целом ряде сфер газовой отрасли для решения отдельных задач использование GSM каналов невозможно, либо допустимо лишь в качестве резервного. К таким задачам, прежде всего, относятся задачи, связанные с управлением запорной арматурой и контролем параметров на особо важных либо опасных технологических объектах. В данных случаях необходимо использовать высоконадежный канал с гарантированным временем доставки сообщений, независящий от перегрузок сети в выходные и праздничные дни, без привязки к пиковым нагрузкам в рабочие дни, атмосферным условиям и т.п.

Сети мобильной связи стандарта GSM покрывают далеко не всю территорию Российской Федерации. Более того, в местах расположения объектов газовой отрасли, интересных с точки зрения дистанционного контроля и управления, зачастую радиодоступности нет, либо уровень сигнала недостаточен для устойчивой связи.

В случае отсутствия возможности использования выделенных проводных линий (таких объектов большинство), единственно приемлемым решением является спутниковый канал связи. При этом существенными проблемами, стоящими на пути использования спутниковых каналов, являются габариты, энергопотребление, стоимость оконечного оборудования и трафика. До недавнего времени эти проблемы действительно были существенными.

С продвижением на рынок многофункциональной системы персональной спутниковой связи и передачи данных (МСПСС) «Гонец-Д1М» их решение стало реальностью.

МСПСС «Гонец-Д1М» – российская система, которая гарантирует отечественным абонентам предоставление услуг по передаче данных, независимо от политических и экономических обстоятельств на мировом телекоммуникационном рынке. На базе МСПСС «Гонец-Д1М» с космическими аппаратами «Гонец-Д1» и «Гонец-М» созданы и находятся в опытной эксплуатации подсистемы спутниковой связи, обеспечивающие функционирование выделенной сети связи ряда силовых структур страны, связь с организациями и подразделениями Росатома, Росгидромета. Оператором МСПСС «Гонец-Д1М» является ОАО «Спутниковая система «Гонец».

МСПСС «Гонец-Д1М» построена на базе малых спутников, находящихся на низких полярных орбитах (высотой до 1500 км и наклонением 82,50). Она позволяет предоставлять услуги передачи данных абонентам в глобальном масштабе, находящихся в регионах со слаборазвитой инфраструктурой и низкой плотностью населения, что особенно актуально на территориях, непокрытых сетями стандарта GSM, в полярных широтах, районах Сибири и Дальнего Востока. В МСПСС «Гонец-Д1М» связь предоставляется как стационарным, так и мобильным пользователям.

Исходя из возможностей МСПСС «ГонецД1М», разработаны технические решения по мониторингу промышленных объектов, позволяющие доставлять критически важную информацию из любой географической точки Земного шара.

Терминал системы «Гонец» встраивается в решение М2М и производит периодическое считывание данных с датчиков состояния контролируемых объектов. Эти данные временно хранятся в памяти терминала. Их передача осуществляется с заданной периодичностью в автоматическом режиме при пролете спутника, либо по фиксации датчиками аварийного события. По каналам МСПСС «Гонец-Д1М» телематические данные ретранслируются затем в центр сбора.

Обслуживание абонентов проводится путем создания выделенных ведомственных, корпоративных и административных сетей связи. Разработанные протоколы передачи данных и примененные в системе сигнально-кодовые конструкции обеспечивают надежность доставки передаваемой информации, а также невозможность ее искажения.

ОАО «Спутниковая система «Гонец» активно проводит работу по продвижению системы на рынке услуг связи, а также работу по совершенствованию технических характеристик МСПСС «Гонец-Д1М».

Совместными усилиями специалистов НПО «Турботрон» и ОАО «Спутниковая система «Гонец» были разработаны решения по удаленному контролю параметров газоконденсатной скважины. Данные решения ориентированы на объекты, функционирующие в автономном режиме - без источников питания 220 В, в отсутствии возможности прокладки физической линии, установления радио и GSM канала связи.

Для реализации этого решения использовался модем Р-АТ4, выпускаемый серийно ОАО «Ижевский радиозавод», для стационарных абонентских терминалов АТ-СН-4 и мобильных абонентских терминалов АТ-МН-4 (разработки 1990-х годов) в диапазоне 0,2-0,3 ГГц, который, будучи подключенным, к персональному компьютеру, позволяет связаться с «большой землей» на любой широте и долготе. Технические характеристики абонентских терминалов приведены в таблице ниже.

   

Технические характеристики АТ-СН-4 (АТ-МН-4):

Разработанные решения были продемонстрированы комиссии ОАО «Газпром» в рамках испытаний Автоматизированной системы диспетчеризации параметров газоконденсатных скважин на базе аппаратно-программного комплекса ООО НПО «ТУРБОТРОН». В данном случае, спутниковый канал выполнял функции резервного канала связи. В соответствии с программой и методикой испытаний было осуществлено измерение времени доведения аварийного сигнала по резервному каналу с территории скважины одного из газоконденсатных месторождений ООО «Газпром добыча Краснодар» через контроллер «Стел-АП» на диспетчерский пульт промысла. Время доведения не превысило 2 мин.

Следует отметить, что возможность сеансов связи ограничена нахождением объекта в зоне «радиовидимости» одного из КА. В силу особенностей построения орбитальной группировки этот интервал составляет не более 15 мин. Во время проведения испытаний в июне 2013 года количество космических аппаратов составляло 4, из-за чего в точке проведения испытаний (Ростовская область - Краснодарский край) связь не была непрерывной в течение суток и между зонами «радиовидимости» со стороны абонента существовало время ожидания связи, которое в среднем имело значения от 20 до 60 мин.

Однако, уже после завершения испытаний, группировка КА «Гонец» пополнилась тремя космическими аппаратами «Гонец-М», что обеспечило сокращение времени ожидания связи для абонентов между зонами радиовидимости космических аппаратов и соответственно, снизилось время доставки информации.

В настоящее время среднее время ожидания связи для абонентов между зонами «радиовидимости» в Ростовской области составляет 35 мин. В северных регионах России этот показатель существенно лучше и составляет в среднем 7 мин.

В 2014 году во втором и четвертом кварталах планируется осуществить два запуска по три космических аппарата «Гонец-М», доведя орбитальную группировку до штатной численности в 12 космических аппаратов.

В этом случае среднее время ожидания связи составит для абонентов, расположенных на южных границах Российской Федерации, 15 мин., для абонентов, расположенных за полярным кругом, менее одной минуты, а время доставки аварийного сообщения при использовании решения на базе АПК «Стел», не превысит 2 мин. после регистрации события.

Рис. 1. Иллюстрация орбитальной группировки МСПСС «Гонец-Д1М» в составе 12 КА «Гонец-М»

По заданию ОАО «Газпром газораспределение» ведется активная работа по интеграции АПК «Стел» с разрабатываемым новым абонентским терминалом «Гонец» в диапазоне 0,3-0,4 ГГц, который значительно меньше по своим габаритам, энергопотреблению и предполагаемой стоимости, чем терминал предыдущего поколения. Такой подход позволит получить надежные, защищенные от НСД, удобные в эксплуатации и приемлемые по стоимости технические решения по контролю параметров газораспределительной сети ГРПШ и управлению запорной арматурой в сроки, удовлетворяющие заказчика.

Рис. 2. Внешний вид действующих макетов абонентских терминалов в диапазоне 0,3–0,4 МГц

Технические характеристики действующих макетов абонентских терминалов:

НПО «Турботрон» ведет активную работу по внедрению космических технологий в своих решениях. По заданию департамента АСУТП нами прорабатывается возможность использования в качестве каналов передачи данных каналов ведомственной спутниковой связи ОАО «Газпром» (группировка спутников «Ямал»). Но уже сейчас решения, разработанные НПО «Турботрон» в сотрудничестве ОАО «Спутниковая система «Гонец», позволяют внедрять эффективные технологии контроля и управления критически важными объектами по каналу спутниковой связи не только в газовой сфере.

Скачать статью в формате pdf →

346800, Ростовская обл., 1-й км автодороги Ростов-на-Дону-Новошахтинск, стр. 8/7
☎ +7 (863) 303-09-13
soft@turbotron.ru
www.turbotron.ru


Читайте также: