Информационно-измерительная и управляющая система территориально распределенных станций катодной защиты газопроводов

прохождение точек данного маршрута, что позволяет в любой момент времени знать, какое задание, кем и как выполняется. Установленная в салоне тревожная кнопка позволяет водителю без труда связывается с диспетчерским пунктом при возникновении любых нештатных ситуаций.

Список литературы

3. Инновационные системы контроля и управления промышленными объектами с использованием спутниковых и мобильных средств связи/ М.В. Панарин [и др.] // Тез. докл. Междунар. науч.-практ. симпозиума / Под общ. ред. В.П. Мешалкина. / ТулГУ. 2009. С. 87-89.

4. Системы спутникового мониторинга и навигации автотранспорта/ М.В. Панарин [и др.] Тез. докл. Междунар. науч -практ. симпозиума / Под общ. ред. В.П. Мешалкина. - М.; Изд-во ТулГУ, 2009. С. 93-97.

E. Larkin, M. Panarin, A. Gorjunkova, I. Semin

Telemetry system for monitoring and car navigation

The advantages and principles of telemetry systems for monitoring and vehicle navigation «Ssoft-Navigation», which is a modern tool to monitor and optimize traffic movement of transport and means of ensuring safety are discussed.

Key words: satellite navigation, telemetry, GSM-communications, cargo control.

Получено 02.11.10

УДК 004.7

Е.В. Ларкин, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-02-95, elarkin@mail.ru,

М.В. Панарин, асп., (4872) 36-70-13 (Россия, Тула, ТулГУ),

И.В. Семин,

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СТАНЦИЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ГАЗОПРОВОДОВ

Рассматриваются назначение, функции и работа информационноизмерительной и управляющей системы территориально распределенных станций катодной защиты газопроводов, а также ее неотъемлемые ее составляющие - блок телеметрии для станции катодной защиты и программное обеспечение Station Dispatcher.

Ключевые слова: телемеханика, электрохимическая защита, система катодной защиты, автоматизированная система.

Проблема защиты газопроводов от коррозии в последнее время приобретает все большее значение. Это связано с тем, что основная часть газопроводов эксплуатируется более 30-50 лет. Применение станций катодной защиты (СКЗ) газопроводов замедляет процесс коррозии металла.

Однако для обеспечения наилучшей защиты газопроводов, необходимо контролировать параметры работы СКЗ и при необходимости проводить коррекцию значений защитного потенциала, тока и напряжения в зависимости от состояния грунта, места пролегания газопровода. При этом параметры работы всех территориально распределенных СКЗ, расположенных на значительных расстояниях вдоль залегания газопроводов, должны синхронно корректироваться для обеспечения эффективной защиты.

В настоящее время защита подземных газопроводов от коррозии производится СКЗ, располагающимися вдоль трассы пролегания трубопроводов. В зоне ответственности каждой региональной газораспределительной организации находится от 100 до 2000 СКЗ, территориально распределенных на значительных расстояниях и информационно не связанных между собой. Эти обстоятельства не позволяют обеспечить эффективную защиту, особенно на территориях, где пролегает множество разветвленных газопроводов. Поэтому разработка информационно-распределенных СКЗ является важной задачей повышения эффективности защиты от коррозии подземных газопроводов.

Метод решения поставленной задачи основан на использовании в8М-связи для организации сбора информации со всех СКЗ, выработки управляющих сигналов и их передачи на каждую СКЗ с единого диспетчерского центра. Информационно-измерительная и управляющая система территориально распределенных СКЗ имеет структуру, приведенную на рис. 1 [1].

Рис. 1. Структура информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных станций катодной защиты

Информационно-измерительная и управляющая система имеет три уровня. Нижний уровень представляет собой комплекс СКЗ, территори-

ально распределенных и расположенных на значительных расстояниях между собой. На каждой СКЗ нижнего уровня устанавливается блок телеметрии, включающий в себя встроенное устройство связи с объектом, микропроцессор обработки данных и 08М-модуль для передачи информации по 08М-связи. Также блок включает в себя аккумуляторную батарею для обеспечения бесперебойной работы в случае пропадания сетевого напряжения. Внешний вид блока телеметрии и его расположение в СКЗ показаны на рис. 2.

а б

Рис. 2. Блок телеметрии: а - общий вид, б - размещение блока в станции катодной защиты

Блок телеметрии через заданный интервал времени опрашивает параметры СКЗ: напряжение, ток и защитный потенциал. Кроме того, проводится проверка наличия напряжения питания, значения напряжения на аккумуляторе, уровня поля сотового оператора, контролируются попытки несанкционированного проникновения на СКЗ. В случае выхода контролируемых параметров за установленные значения или при несанкционированном проникновении, взломе СКЗ, блок телеметрии в автоматическом режиме через сотовую связь генерирует и передает информацию о возникновении нестабильной (аварийной) ситуации на отдельные сотовые телефоны работников ответственных служб через 8М8-сообщения.

Информация с блоков телеметрии поступает на районные диспетчерские пункты (средний уровень) и на региональный диспетчерский пункт (верхний уровень). Причем на среднем уровне можно работать только с теми СКЗ, которые находятся непосредственно в данном районе, а на верхнем уровне - со всеми СКЗ региона.

Права доступа к СКЗ на среднем и верхних уровнях разграничены. Если на среднем уровне доступны функции сбора информации и управления СКЗ, то на верхнем возможен только сбор информации о параметрах коррозионной защиты. Этим достигается разграничение функции районных и региональных диспетчерских пунктов в информационноизмерительной и управляющей системе территориально-распределенных СКЗ.

Для организации рабочих мест диспетчера среднего и верхнего уровней разработано единое программное обеспечение Station Dispatcher. Для разграничения применений на среднем или верхнем уровне в программе предусмотрена возможность ограничений уровня доступа к информации СКЗ.

Программное обеспечение устанавливается на персональном компьютере. Компьютер подключен через последовательный порт к внешнему модему сети GSM, который позволяет обмениваться SMS-сообщениями с СКЗ. Программа фиксирует все события, происходящие в системе и действия диспетчера в журнале событий. Программа имеет главное окно (мониторинг), которое появляется при запуске программы и постоянно присутствует на экране монитора, и ряд вспомогательных окон, которые появляются на экране и закрываются при вызове определенных функций программы. Связь с терминалом поддерживается через драйвер - отдельный программный поток, который запускается из основной программы и обеспечивает прием и передачу информации, а также контроль подключения и исправности модема [2].

В процессе работы информационно-измерительной и управляющей системы территориально распределенных СКЗ информация с таких приборов СКЗ, как амперметр, вольтметр, счетчик расхода электроэнергии, через блок сопряжения поступает на входные контакты блока телеметрии со встроенным контроллером управления, где происходит обработка данных и формирование пакетов для последующей передачи по GSM-каналу на средний и верхний уровни. Аппаратно-программный комплекс рабочего места диспетчера принимает поступившие пакеты данных с блоков телеметрии станций катодной защиты и в автоматическом режиме производит обработку и анализ данных с последующим отображением их на экране компьютера. На рис. 3 изображено рабочее окно программы диспетчера.

Администрирование Мониторинг | Конфигурирование СКЗ | Отчеты [ .Настройки] О программе |

Трест[Щекиномежрайгаз ^| Сортировка|по времени опроса №164 Мощность [з "кВт

Адрес ЭЗУ

|п. Полевой, ул. Клубная,ТП

Ssoft: Signal №--------

Ток [10,9 А

Напряжение [19,95 В

Потенциал |-1,92 В

Дверь (закрыта

Режим [работа КНП |есть

Обрыв ЭНЕС]

Электросчётчик [00144 кВт

Напряжение на АКБ |3,б

Принят |05 07 2007 11:28:31

Отправлено на. [Т номер

Уровень сигнала 46%

_________Управление_____________|

'Опросить все станции Опросить | Отключить |

ЖЗЗУІАдеес ЭЗУ Принят Й

28 |Щек.р-н, д. Ст: Колпна,75 05.07.2007 11:32:16

18 ул. Советская, 19 05.07.2007 11.31:05

39 ул. Лукаши н а,д/б ол ь н и ц а 05.07,2007 11:30:55

45 ул. Сельская,б 05:07,2007 11:30:44

148 Щекино, Монтажная, 97-а 05 07 2007 11 30 30

29 ул. Победы,16а 05.07.2007 11:29:18

38 ул. Емельянов а, 31 05.07.2007 11:29:09 ^

7 ул. Пионерская,33 05.07 2007 11:29:00 1

31 ул. Садовая,2 05:07.2007 11:28:47 j

164 п. Полевой, ул: Клубная,ТП 05 07 2007 11:28:31 1

30 Щекин о, ул. Болдина,80 05.07.2007 11:28:22

150 Селиванове, Советская 1 05.07,2007 11:28:00

46 Щекин о, 4 быт: Пр-зд 27 05.07 2007 11:27:50

42 г.Щекино, Зеленая 8 05 07 2007 11:27:07

257 Щек. Р^он, н.П:Костомарово 05:07.2007 11:26:55

0 Плавск.р-он,п.Молочные дворы, Парковая 7 05.07.2007 11:26:40

193 п.Чернь, Антонова 32 22.06.2007 15:49:11

I ['201 гг. им Алимкина, сельсовет 22.062007 11:41:35 ^

Рис. З. Рабочее окно диспетчера

136

Диспетчер оперативно получает информацию о величине защитного электрического тока, напряжения, уровень защитного потенциала, показания счетчика расхода электроэнергии. Вся полученная информация сохраняется и архивируется в базе данных, что позволяет формировать отчеты и строить графики за различные временные периоды по любым станциям катодной защиты. Обеспечивается экстренная звуковая и световая сигнализация при обрыве кабеля, потере питания, а также при несанкционированном доступе к СКЗ. Кроме того в системе реализована функция телеуправления, что позволяет диспетчеру удаленно регулировать текущие параметры работы СКЗ, тем самым поддерживать необходимый уровень защитного потенциала на всей территории пролегания подземных газопроводов.

Выводы

1. Предложена информационно-измерительная и управляющая система территориально распределенных станций катодной защиты газопроводов на основе GSM-связи.

2. Разработана трехуровневая структура информационноизмерительной и управляющей системы.

3. Предложены техническая реализация блока нижнего уровня и программное обеспечение среднего и верхнего уровней.

Результаты работы внедрены на территориально распределенных СКЗ ОАО «Тулаоблгаз».

Список литературы

1. Патент № 2366760, МПК C23F13/02, «Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений»: Заявл. 26.02.2008, опубл. 10.09.2009, Бюл. № 25.

2. Системы телемеханики объектов электрохимической защиты подземных газопроводов /М.В. Панарин [и др.] // Тез. докл. Междунар. науч. -практ. симпозиума / под общ. ред. В.П. Мешалкина / ТулГУ, 2009. С. 98 -102.

E. Larkin, M. Panarm, I. Semin

Information-acquisition and control systems geographically distributed cathodic protection stations pipelines

The appointment, functions and activities of information-measuring and control system of geographically distributed stations cathodic protection of gas pipelines, as well as its integral components - the telemetry unit for cathodic protection stations and software Station Dispatcher are considered.

Key words: telemechanics, electrochemical protection, cathode protection system, automatic system.

Получено 02.11.10