Блок обработки информации для газоизмерительных станций

Современные системы автоматизированного управления газоизмерительными станциями включают в свой состав множество различных приборов для измерения количества и качества природного газа. Количество этих приборов, сложность выполняемых ими функции, необходимость организации взаимодействия между ними, позволили выделить их в отдельную измерительную подсистему (ИС).

Большая номенклатура применяемых измерительных приборов и еще большее количество их возможных сочетаний на объекте приводит к тому, что разработка программного обеспечения для измерительной системы представляет собой сложную задачу и требует длительного времени. Не меньшее время затрачивается на отладку программного обеспечения ИС на реальном объекте.

Предлагаемый блок обработки информации (БОИ) для измерительной системы ГИС содержит программное обеспечение, позволяющее путем простых операций конфигурации подключить необходимое количество измерительных приборов и организовать между ними информационное взаимодействие. Предлагаемое решение позволяет без изменения программного обеспечения сконфигурировать БОИ для обработки информации для каждой конкретной измерительной системы за несколько минут и избежать программных ошибок.

БОИ — составная часть ГИС

В соответствии с современной концепцией комплекс технических средств (КТС) ГИС включает две части:

  • Система автоматического управления ГИС (САУ ГИС)
  • Измерительная система

Система автоматического управления ГИС реализует все функции, связанные с управлением газоизмерительной станцией.

Блок обработки информации входит в состав автоматики ГИС  и выполняет следующие основные функции.

Функции обмена информации с измерительными приборами:

  • Сбор данных с вычислителей расхода газа.
  • Сбор данных с потоковых хроматографов.
  • Сбор данных с анализаторов точки росы газа по влаге и углеводородам.
  • Сбор данных с электронного барометра.
  • Передача условно-постоянных параметров по составу газа в вычислители расхода газа.

Функции обработки данных:

  • Объединение вычислителей в группы согласно их распределению по магистральным газопроводам и привязка групп вычислителей к потоковым хроматографам соответствующего магистрального газопровода
  • Обработка результатов хроматографических анализов для оценки их пригодности при проведении автоматической коррекции условно-постоянных параметров в вычислителях расхода газа.
  • Преобразование показаний электронного барометра к инженерным единицам вычислителей расхода газа.
  • Усреднение показаний анализаторов точки росы газа по влаге и углеводородам.

Формирование и ведение архивных данных:

  • Часовые и суточные архивы по расходу газа.
  • Часовые и суточные архивы хроматографов.
  • Часовые и суточные архивы среднечасовых и среднесуточных параметров точки росы газа по влаге и углеводородам.
  • Архивы событий и вмешательств.

Конструкция БОИ

Для обеспечения универсальности БОИ выполнен в виде линейного шкафа, который может устанавливаться либо отдельно, либо в ряду аналогичных шкафов автоматики.

Главным элементом БОИ является контроллер  СТН-3000-РКУм, который реализует функции обмена информации с измерительными приборами, функции обработки и архивирования информации.

Порт-серверы обеспечивают подключение к контроллеру измерительных приборов и устройств по интерфейсам RS-232 и RS-485.

Барьеры искробезопасности служат для подключения вычислителей расхода газа, имеющих вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».

Клеммы обеспечивают удобное подключение измерительных приборов и устройств.

Панель оператора, размещенная на двери шкафа, позволяет контролировать приборы и устройства, входящие в состав измерительной системы.

Источник бесперебойного питания, состоящий из блока питания и аккумуляторов, обеспечивает питание БОИ при пропадании напряжения питания 220 В, 50 Гц

Программное обеспечение БОИ

Программное обеспечение БОИ предназначено для организации сбора, обработки и архивирования информации для любой ГИС, т.е. для любых сочетаний измерительных приборов и устройств, установленных на измерительных трубопроводах.

Программное обеспечение БОИ содержит программные модули обмена и первичной обработки информации от вычислителей расхода газа и хроматографов. Для каждой модели вычислителя расхода газа и хроматографа разработан свой программный модуль, который обеспечивает прием данных, специфичных для конкретного прибора и приведение их к унифицированному виду, принятому в БОИ. Привязку программных модулей обмена информации с вычислителями расхода газа и хроматографами к коммуникационным портам, к которым подключены эти приборы, выполняет модуль конфигурации.

Полученная от вычислителей расхода газа и хроматографов информация в соответствии с заданной конфигурацией ГИС передается в модуль обработки информации, выполняющий основные операции обработки информации. Результирующие данные в унифицированном виде сохраняются в архивах. БОИ хранит два типа архивов. Первый — архив параметров, содержащий информацию о технологических параметрах. Второй — архив вмешательств, содержащий информацию об изменения режимов функционирования приборов, входящих в состав измерительной системы, а также диагностическую информацию.

Главной особенностью программного обеспечения БОИ является универсальность. Для установки на разных ГИС с разным количеством измерительных трубопроводов, разными типами вычислителей расхода газа и разными хроматографами не требуется изменения программного обеспечения БОИ. Необходимо лишь изменить конфигурационную информацию, описывающую расположение измерительных устройств и приборов на измерительных трубопроводах.

Еще одним достоинством программного обеспечения БОИ является унифицированное представление информации по расходу газа. Вне зависимости от реальных типов вычислителей расхода газа и хроматографов, установленных на ГИС, информация по расходу газа хранится в БОИ и передается на вышестоящий уровень обработки информации в едином формате.

Таким образом, БОИ позволяет избежать ошибок обработки информации, связанных с изменением программного обеспечения, и упростить сбор и обработку информации по расходу газа на вышестоящем уровне (например, на уровне газотранспортного предприятия).

Интерфейс оператора

Оперативное отображение информации осуществляется на панели оператора. На панели оператора реализованы видеокадры, отображающие следующую информацию:

  • Общая информация по измерительной системе
  • Индивидуальная информация по вычислителям расхода газа
  • Индивидуальная информация по хроматографам
  • Информация по анализаторам точки росы
  • События и вмешательства

Универсальное решение

Предлагаемый блок обработки информации для измерительной системы ГИС представляет собой универсальное решения реализации всего комплекса вычислительных алгоритмов (функций) измерительной системы ГИС. БОИ выполнен в виде конструктивного законченного изделия и содержит программное обеспечение, позволяющее без изменения программного обеспечения сконфигурировать БОИ для обработки информации для каждой конкретной измерительной системы за несколько минут и избежать программных ошибок.

Блок обработки информации имеет сертификат соответствия Техническому регламенту Таможенного союза № ЕАЭС RU C-RU.АЖ38.B.00158/19 (на соответствие требованиям ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств») и Свидетельство об утверждении типа средств измерений Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии RU.C.34.004.A № 61020  (регистрационный номер 62765-15).

В настоящее время Блок обработки информаци проходит процедуру сертификации в СДС «ИНТЕРГАЗСЕРТ».

Внедрения

Блок обработки информации реализован в составе САУ ГИС «Красноуфимск» ООО «Газпром трансгаз Чайковский».