ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ

 РОБОТЫ

 ЭНЦИКЛОПЕДИЯ АСУ ТП

 КАК КУПИТЬ

 ВНЕДРЕНИЯ

 О НАС

 СЕРТИФИКАТЫ

Мы обеспечиваем безопасность технологических процессов

СДЕЛАНО В РОССИИ

Биржевой Спуск, 8, г. Таганрог, 347900, Россия, тел.: (8634) 47-70-40, 47-70-44, e-mail: info@rlda.ru

 

www.RealLab.ru


ПРОДУКЦИЯ

  Микро-ПЛК серии MC

  Слотовый ПЛК и модули
     ввода-вывода серии NS

  Панельные ПЛК

  ПЛК (промышленные
     контроллеры
)

  Модули ввода-вывода
     серии NL

  Взрывозащищенная искробезопасная серия NL-Ex

  Конвертеры интерфейсов

  Измерительные преобра-
     зователи и датчики

   Источники питания

  Готовые АСУ ТП

  Программное обеспечение


ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА

  Импортозамещение

  Примеры применения

  Статьи

  Консультации, обучение

  Словарь терминов

Поиск на нашем сайте

 

Удаленная диспетчеризация промышленных объектов  

Введение

В промышленной автоматизации объектов, распределенных на некоторой территории (например, котельные, тепловые пункты, устройства катодной защиты трубопроводов) а также объектов, на территории которых постоянное присутствие человека по тем или иным причинам нежелательно или экономически нецелесообразно, возникает необходимость дистанционного автоматического или диспетчерского управления и контроля. При этом должны быть решены следующие задачи:

  • передача на центральный диспетчерский пункт технологических параметров котельного оборудования;
  • передача аварийной, охранной и пожарной сигнализации;
  • передача значений расхода электроэнергии, тепла и топлива;
  • передача величин потенциала, напряжения и тока со станций катодной защиты;
  • дистанционное управление технологическим оборудованием;
  • опрос и диагностика контроллеров, управляющих узлами объекта диспетчеризации;
  • протоколирование всех событий (аварийных, действий диспетчера, включения и выключения исполнительных механизмов, поступления тревожных сигналов и т. д.).

    Проблемы дистанционной передачи информации могут быть решены с применением модемов для коммутируемой или выделенной телефонной линии, GSM модемов для сотовой связи или радиомодемов.

     1. Архитектура системы диспетчеризации удаленных объектов

    На каждом удаленном объекте устанавливается промышленный контроллер с устройствами ввода информации от датчиков и вывода сигналов на исполнительные устройства (рис. 1). К порту RS-232 контроллера подключается GSM или радио модем, который передает и принимает данные, устанавливая связь с общим удаленным диспетчерским компьютером. Количество контролируемых объектов может быть любым, практически оно зависит от загруженности управляющего компьютера и пропускной способности канала обработки поступающей в компьютер информации.

    На диспетчерском пункте компьютер содержит SCADA программу, на которой в виде мнемосхемы изображается объект диспетчеризации и поступающая от него информация в форме таблиц и графиков. Программа выполняет также функции аварийной сигнализации, накопления данных, ведения архива, формирование отчетов. В нормальном режиме работы системы информация поступает с заданным интервалом времени или по запросу диспетчера.  

    В случае аварии на диспетчерский пункт поступает сигнал аварии, передача которого инициируется контроллером и который имеет высший приоритет. Сигнал аварии содержит информацию, позволяющую принять решение о методах ее устранения до отправки аварийной бригады на объект.

    Рис. 1. Архитектура системы диспетчеризации территориально распределенных удаленных объектов

     

    2. Особенности связи с применением GSM  модемов

    2.1. Режимы работы GSM модемов

    GSM модемы могут работать в режиме прямой связи (как по телефону), так и с промежуточным хранением данных у оператора сотовой связи (SMS - сообщения - "Short Message Service" - "служба коротких сообщений"). Параметры, не являющиеся аварийными, целесообразно передавать с помощью SMS сообщений, поскольку они занимают 2-3 с и имеют достаточную в большинстве случаев длину (160 символов), а поэтому стоят очень дешево (у некоторых операторов сотовой связи SMS сообщения вообще не тарифицируются).

    Недостатком SMS сообщений является негарантированность их доставки в определенный срок или вообще исчезновение сообщения при переполнении буфера. Однако случаи задержки сообщений на время более нескольких минут бывают достаточно редко и происходят, в основном, в праздничные дни, при перегрузке канала связи. Кроме того, сам факт отсутствия связи можно контролировать, например, с помощью периодически посылаемых тестовых сигналов подтверждения связи.

    Поэтому аварийные сигналы следует передавать в режиме передачи данных после установления прямой связи между передающим и приемным модемом, а не с помощью SMS - сообщений.

    Достоинством применения GSM модемов по сравнению с радиомодемами является отсутствие необходимости получать лицензию и независимость качества связи от расстояния (в пределах зоны покрытия сети).

     

    2.2 Техническое описание рекомендуемого модема

    Наиболее удачным решением как по стоимости, так и по своим техническим характеристикам, являются сотовые модемы-терминалы стандарта GSM фирмы Siemens TC35Terminal (внешний факс/модем в стандарте GSM 900/1800МГц) и MС35Terminal, который дополнительно имеет режим GPRS для передачи информации в формате электронной почты и интернета со скоростью 14,4 кбит/с.

    Эти модемы готовы  к использованию и комплектуются источником питания, антенной и имеют стандартный интерфейс RS-232. Управление осуществляется от компьютера или контролера по последовательному порту при помощи расширенного списка стандартных AT- команд (Hyes-протокол). К модемам может быть подключена телефонная трубка.

    Иногда вместо модема используют сотовый телефон. Сотовый телефон имеет меньшее количество команд и не позволяет оперативно изменять настройки модема под конкретные требования.

    Модем имеет следующие преимущества перед сотовым телефоном:

  • промышленное исполнение и высокая надежность;
  • широкий температурный диапазон;
  • GSM модем обладает большим количеством каналов (максимальная скорость 115 Мбит/с);
  • установку GSM модема сможет провести даже непрофессионал, не требуется никаких специальных драйверов, операционная система распознаёт его как "Стандартный модем";
  • телефоны не работают с интерфейсом RS-232 напрямую, требуется специальный соединительный кабель;
  • телефоны не имеют разрешения Ростехнадзора (бывший Госгортехнадзор) для применения на опасных промышленных объектах;
  • некоторые модемы имеют механизм для обнаружения факта вскрытия корпуса.

     

    2.3. Стоимость оборудования канала GSM связи

    GSM модем MC35T в комплекте с антенной и источником питания стоит 9500 руб.

    Получение телефонного номера - около 1000 руб.

    Модули ввода-вывода и контроллер стоят от 3000 до 6000 руб. в зависимости от состава датчиков и исполнительных устройств.

    Компьютер приобретается Заказчиком самостоятельно или используется имеющийся в наличии.

     3. Вариант связи по радиоканалу

    3.1. Связь с помощью радиомодема мощностью 10 мВт

     Радиомодем  представляет собой функционально и конструктивно законченное устройство для приема/передачи данных по радиоканалу со скоростью 4800, 9600, 19200 и 38400 бод. Модем работает в диапазоне частот (433,92±0,2%) МГц с выходной мощностью 10 мВт, для  его эксплуатации не требуется получение разрешений. Модем способен работать в различных режимах (ПРОЗРАЧНЫЙ, ПАКЕТНЫЙ, РЕТРАНСЛЯТОР и др.) с развитой системой адресации, позволяя пользователю максимально гибко использовать его при построении различных конфигураций сетей беспроводной передачи данных: точка-точка, точка-много точек, точка-много точек с базовой станцией и их комбинации. Дополнительно имеется режим "прямого доступа к радиоэфиру", благодаря чему внешнее устройство может использовать для обмена данными в эфире собственные протоколы, адресацию, кодирование и т.д. Модем предназначен для использования в различных системах сбора телеметрических данных, удаленного управления и т.д. Работая в "прозрачном" режиме, модем легко встраивается в уже построенные системы без необходимости доработки программного обеспечения.

    Дальность связи зависит от скорости передачи данных и от характеристик применяемых совместно с модемом антенн и может достигать нескольких километров в условиях прямой видимости. Дальность связи можно увеличить благодаря возможности работы радиомодема в режиме РЕТРАНСЛЯТОРА. Обмен данными с источником/получателем информации осуществляется по последовательным портам RS-232 или RS-485 (скорости 1 200…57 600 бод). Входные/выходные потоки буферизируются (общий размер буфера - 32 Кбайт). Параметры, необходимые для конфигурации модема: рабочая частота, скорость обмена данными в эфире, девиация частоты передатчика, ширина полосы приемника, параметры и состав пакетов данных, включение/выключение помехоустойчивого кодирования, установки последовательного порта, адресация, режимы работы модема и другие установки задаются программированием в КОМАНДНОМ режиме с помощью команд диалогового текстового интерфейса, подаваемых по последовательному порту, и хранятся в энергонезависимой памяти модема. Для программирования можно пользоваться любой терминальной программой для персонального компьютера. Имеется также возможность удаленного (по радиоэфиру) программирования параметров.
    Модем питается от источника (7…15) В. Модем выпускается в исполнении для монтажа на DIN рейку (далее - "исполнение DIN") (рис.2) и в пылевлагозащитном исполнении со степенью защиты IP65 (далее - "исполнение IP65") (рис.3).

     Стоимость оборудования канала радиосвязи:

     

    Наименование

    Примечание

    Цена, руб.

    1

     Радиомодем (для диспетчерской)

    Исполнение в корпусе с креплением на DIN-рейку

    6600

    2

    Антенна для радиомодема (стационарного)

     АШ-433 (штыревая, круговая диаграмма направленности)

    1100

     

    ИТОГО для диспетчерской

    7700

    3

    Радиомодем (объекта управления)

    Исполнение в  герметичном корпусе IP65

    6900

         4

    Антенна для радиомодема (объекта упрвления)

     Многоэлементная направленная 10 дБ

    1300

     

    ИТОГО для объекта управления

    8200

     

    ВСЕГО

    15900

      

    3.1. Связь с помощью радиомодема мощностью 0,5-3 Вт

    Радиомодем представляет собой функционально и конструктивно законченное устройство для приема /передачи данных и голоса по радиоканалам (расстояние между соседними радиоканалами 25 кГц ) в диапазоне частот 401-469 Мгц (с разбивкой на поддиапазоны ). Обмен данными в радиоэфире осуществляется в одно- или двухчастотном полудуплексном режиме со скоростью 9600 или 4800 бод. Выходная мощность передатчика радиомодема регулируется и составляет 3,0 или 0,5 Вт; при соответствующем выборе антенн и их расположении это достаточно для организации радиосвязи на расстоянии около 10-20 км в условиях прямой видимости и до 5-10 км в городе, а при необходимости покрытия больших расстояний можно воспользоваться возможностью радиомодема работать в качестве ретранслятора.

    Применение этого модема требует оформления соответствующих лицензий и разрешений.

    Радиомодем может работать в нескольких режимах (прозрачный, пакетный, ретранслятор и др.) с развитой системой адресации, позволяя пользователю максимально гибко использовать его при построении различных конфигураций сетей беспроводной передачи данных: точка - точка, точка - много точек, точка - много точек с базовой станцией и их комбинации.

    Обмен данными с источником (получателем) информации осуществляется по последовательному порту RS 232 с аппаратным управлением потоком данных (линии CTS и RTS). Входные /выходные потоки буферизируются (размер буфера - до 8 К ).

    Кроме обмена данными радиомодем может использоваться и как обычная "голосовая" радиостанция без утраты своих основных функций - для этого к нему подключается внешнее устройство ("тангента ") с микрофоном и громкоговорителем.

    Параметры, необходимые для конфигурации радиомодема - скорость обмена в эфире, параметры модуляции, параметры и состав пакетов данных, включение /выключение помехоустойчивого кодирования и перемежения, установки последовательного порта, адресация, режимы работы радиомодема, частоты 10-ти радиоканалов (независимые частоты приема и передачи в каждом канале) и другие установки - задаются программированием в командном режиме с помощью команд диалогового текстового интерфейса, подаваемых по последовательному порту, и хранятся в энергонезависимой памяти радиостанции.

    Для программирования можно пользоваться любой терминальной программой для персонального компьютера.

    Радиомодем имеет встроенный преобразователь напряжения с диапазоном входного напряжения от 10 до 50 В.

    Радиомодем поставляется в двух вариантах по степени защиты: IP40 и IP65

     Стоимость оборудовани канала радисвязи:

     

    Наименование

    Примечание

    Цена, руб.

    1

     Радиомодем (для диспетчерской)

    Исполнение в  герметичном корпусе IP40

    21900

    2

    Антенна для радиомодема (диспетчерской)

     Штыревая, круговая диаграмма направленности

    1100

     

    ИТОГО для диспетчерской

    23000

    3

    Радиомодем (объекта управления)

    Исполнение в  герметичном корпусе IP65

    29500

    4

    Антенна для радиомодема (объекта упрвления)

    Многоэлементная направленная 10 дБ

    1300

     

    ИТОГО для объекта управления

    30800

     

    ВСЕГО

    53800

     

    4. Сравнительные характеристики каналов связи.

     

    Характеристики
    канала связи

    Проводной модем на телефон-ной линии связи

    Проводной модем на выделен-ной линии связи

    GSM модем

    Радиомодем 10 мВт

    Радио-модем

    0,5-3 Вт

    Дальность

    Не ограничена

    Не ограничена

    Ограничена зоной сотовой связи

    Несколько км в условиях прямой видимости

    До 10 км в условиях прямой видимости

    Надежность:

    низкая

    средняя

    средняя

    средняя

    высокая

    Зависимость от качества проводной линии

    есть

    есть

    нет

    нет

    нет

    Зависимость от уровня  атмосферных и индустриальных помех

    слабая

    слабая

    слабая

    средняя

    слабая

    Зависимость от загруженности коммутационного оборудоввания оператора связи

    есть

    есть

    есть

    нет

    нет

    Стоимость оборудования:

    низкая

    низкая

    средняя

    средняя

    высокая

    Стоимость связного оборудования  для диспетчерской

    5000

    5000

    9000

    7700

    23000

    Стоимость связного оборудования  для объекта

    5000

    5000

    9000

    8200

    30800

    Дополнительные разовые затраты:

     

     

     

     

     

    Стоимость выделения номера

    8500

    8500

    1000

    0

    0

    Стоимость выделения линии связи

    0

    16000

    0

    0

    0

    Стоимость выделения частоты

    0

    0

    0

    0

    По договоренности с лицензирующим органом

    Текущие затраты на обслуживанияе канала связи:

     

     

     

     

     

    абонентская плата за телефонный канал связи

    По тарифу

    оплата выделенной линии связи

    По тарифу

    оплата выделенной частоты

    По тарифу

    повременная оплата связи

    По тарифу

    Дополнительные условия:

     

     

     

     

     

    наличие свободной емкости на АТС

    да

    да

    нет

    нет

    нет

    наличие подведенной кабельной линии связи

    да

    да

    нет

    нет

    нет

    наличие свободной радиочастотной полосы

    нет

    нет

    нет

    да

    да

    наличие в зоне действующего оператора сотовой связи

    нет

    нет

    да

    нет

    нет

     

    Типовой состав работ

  • Обследование объекта и составление схем прокладки кабелей от датчиков и исполнительных устройств.
  • Составление ТЗ и договора.
  • Проектирование системы.
  • Монтаж системы в шкафу и отладка макета у Исполнителя.
  • Монтаж и пусконаладка системы у Заказчика.
  • Испытания системы и сдача заказчику.

     

    НИЛ АП выполняет работы по диспетчеризации или мониторингу удаленных объектов в различных областях промышленности.

    НИЛ АП имеет все необходимые сертификаты, лицензии и разрешения, см. ссылку и большой опыт внедрений, см. ссылку.

     

  •  


    ©НИЛ АП, 2013              

    © Microsoft, Windows, and the Windows CE are registered trademarks of Microsoft Corporation in the United States and/or other countries

    НИЛ АП, Биржевой спуск, 8, г. Таганрог, 347900   
    тел.
    (8634) 47-70-40, 47-70-44, моб. +7 928-132-1161, e-mail: info@RLDA.ru