Применение СТН-3000
Прежде всего, это объекты трубопроводного транспорта, добычи, хранения и распределения природного газа, нефти и нефтепродуктов. СТН-3000 наибольшую известность получила на добывающих и транспортных предприятиях ПАО «Газпром», где она широко используется для автоматизации газопроводов, газораспределительных (ГРС) и газоизмерительных (ГИС) станций, кустов газовых скважин и станций подземного хранения газа (СПХГ).
Решения АТГС интегрируют КП телемеханики линейной части, ЭХЗ и САУ ГРС в единую систему с единым каналом передачи данных и единым входом в АСУТП Заказчика.
Данный подход позволяет применять единую систему связи, единый концентратор (ЦКИ) и единый резервный АРМ телемеханики, что существенно экономит затраты на реализацию и упрощает сопровождение самой системы.
КП телемеханики, оснащенный мощным контроллером, обладает высокой функциональностью, надежен в работе и характеризуется низким энергопотреблением. Как система в целом, так и её компоненты обладают модульной структурой. Созданные с их применением системы легко расширяемы (без останова контроля над объектом и без потери разработанных ранее приложений).
Структура и основные компоненты СТН-3000
СТН-3000 представляет собой многоуровневую иерархическую распределенную систему управления, структура которой определяется структурой объекта управления. Общий вариант структуры СТН-3000 показан на рисунке ниже.
В состав системы СТН-3000 входит полный набор технических средств для автоматизации территориально распределенных технологических объектов. Основными структурными единицами являются:
- Контролируемый пункт (КП) телемеханики
- Пункт управления (ПУ)
- Комплект средств связи
- Контрольно-измерительные приборы (датчики, вычислители расхода, исполнительные устройства)
В зависимости от характера объекта автоматизации в СТН-3000 имеются следующие модификации КП телемеханики:
- КП телемеханики линейной части трубопровода
- КП телемеханики станций катодной защиты (СКЗ)
- КП телемеханики кустов газовых скважин
- КП САУ газораспределительной станции
- САУ газоизмерительной станции
- САУ насосных и компрессорных станций
Система обеспечивает в реальном масштабе времени следующие основные функции:
- Сбор, передачу, прием данных с объектов (текущих параметров, сообщений телесигнализации, команд телеуправления и телерегулирования, интегральных значений параметров)
- Анализ полученных данных и проверку их достоверности
- Отображение результатов анализа и контроля (в виде текста на технологических схемах и в таблицах, графиков, цветовой и звуковой сигнализации)
- Проведение в реальном времени необходимых расчетов и диагностики технологического и сетевого оборудования
- Прямое управление объектом с обеспечением передачи и выполнения команд
- «Дружественный» диалог с пользователем при выполнении всех указанных действий
Функции, выполняемые контролируемыми пунктами, постоянно расширяются. Стандартный контролируемый пункт СТН-3000 в дополнение к «классическим» функциям системы телемеханики обеспечивает управление технологическим оборудованием по сложным алгоритмам, регулирование технологическим оборудованием, в том числе ПИД-регулирование, управление системой коррозионной защиты трубопровода, охранную сигнализацию объекта (в некоторых случаях даже функции видеонаблюдения), глубокую самодиагностику, ведение архивов событий и многое другое.
Совершенствование элементной базы СТН-3000 позволило возложить на контролируемый пункт выполнение сложных математических расчетов, таких как расчет расхода газа в реальном времени для нескольких измерительных трубопроводов. В ряде систем контролируемые пункты реализуют сложные вычислительные алгоритмы для системы определения утечки нефтепродукта.
В настоящее время КП реализуются на базе программируемых логических контроллеров серии ControlWave или их аналогов российского производства серии СТН-3000-РКУ. Контроллер СТН-3000-РКУ, полностью совместим с линейкой контроллеров ControlWave , что позволяет производить реконструкцию и капитальный ремонт систем без остановки их работы. На этот контроллер и на систему СТН-3000 с двумя линейками контроллеров (а в случае применения СТН-3000-РКУ СТМ называется СТН-3000-Р) получены все разрешительные документы и метрологические сертификаты
Универсальные контроллеры этих серий сочетают достоинства PLC, RTU и DCS и обладают следующими основными свойствами:
- Масштабирование в соответствии с количеством входных/выходных сигналов
- Модули ввода/вывода до 32 сигналов
- Широкие коммуникационные возможности: три порта 100/10 Base-T Ethernet, четыре порта ввода/вывода BS232/485
- Язык программирования соответствует стандарту IEC 61131-3
- Расширенный температурный диапазон (-40 +70 С)
Средства связи между контроллерами
В системе СТН-3000 может быть до пяти уровней контроллеров. Каждый контроллер высшего уровня может управлять 127-ю контроллерами нижестоящего уровня.
Общее количество контроллеров в системе СТН-3000 может достигать 32767.
Связь между контроллерами может осуществляться с помощью следующих средств:
- По интерфейсу RS232/RS485
- По оптоволоконному кабелю
- По выделенной или коммутируемой телефонной линии;
- По радиоканалу
В системе внедрен Ethernet и протокол TCP/IP. Связь в системе СТН-3000 осуществляется по помехозащищенному протоколу BSAP, соответствующему требованиям ISO1745/2111/2629. Контролируемый пункт СТН-3000 позволяет подключать внешние приборы по следующим протоколам: ASCII , BSAP , CIP , DFI , DNP 3, HART , IEC 1107, MODBUS (в том числе по TCP/IP ).
Уровни диспетчерского управления реализуются на базе программно-технического комплекса СПУРТ
(Система Программного Управления Режимами Трубопроводов), разработки АО «АтлантикТрансгазСистема», который в настоящее время широко используется в ПАО «Газпром». В рамках программы импортозамещения была разработана модификация ПТК СПУРТ – СПУРТ-Р, реализованный на базе компонентов российского производства и производства стран, не поддерживающих санкции против РФ. Программное обеспечение СПУРТ-Р включено в Государственный реестр Российского ПО. ПТК СПУРТ-Р прошел комплекс испытаний и допущен к применению в ПАО «Газпром».
СПУРТ является эффективным и надежным решением для проектов АСУТП, требующих:
- Ведения большой базы данных реального времени со сложной, многозадачной обработкой информации
- Стыка с различными системами автоматики
- Стыка с системами АСУ производства (АСУП): R/3, ORACLE и др.
- Высокой надежности при работе 24 часа в сутки
Условия эксплуатации
Устройства системы СТН-3000 обеспечивают работоспособность в следующих условиях окружающей среды:
- Диапазон рабочих температур: -40° С … +70° С (-50° С … +70° С по специальному заказу)
- Относительная влажность воздуха: 5% … 95% без конденсации
- Максимальный уровень вибрации: 15-150Гц, 9,8м/с2; 150-2000Гц, 4,9м/с2
СТН-3000 является высоконадежной системой:
- Наработка на отказ свыше 60 000 часов
- Срок службы системы – не менее 15 лет
Сертификаты
Измерительно-информационная система СТН-3000, производства АО «АтлантикТрансгазСистема», имеет сертификаты соответствия требованиям Технического регламента Таможенного союза № RU C-RU.АВ24.В.02753 (стандартное исполнение) и свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.34.004.A №59592 (регистрационный номер в Государственном реестре средств измерений 21697-15). Система телемеханики СТН-3000-Р имеет сертификат в СДС ИНТЕРГАЗСЕРТ.
Приемочные испытания
Система телемеханики СТН-3000 успешно прошла приемочные (межведомственные) испытания ПАО «Газпром» на следующих объектах:
- 1997 год, ООО «Газпром трансгаз Чайковский»: СЛТМ СТН-3000 Очерского ЛПУ
- 2003 год, ООО «Ямбурггаздобыча», Заполярное ГКМ: СЛТМ СТН-3000 кустов газовых скважин
- 2005 год, ООО «Газпром трансгаз Чайковский»: СЛТМ СТН-3000 Чайковского ЛПУ, Система автоматизированного управления (САУ) ГРС-8 Большая Соснова Очерского ЛПУ МГ
В 2017 году система телемеханики и САУ ГРС на базе СТН-3000-Р прошла приемочные испытания по регламенту ПАО «Газпром» в Брянском ЛПУМГ ООО «Газпром трансгаз Москва» и рекомендована к применению на объектах газовой отрасли.