SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Применение промышленных роутеров Robustel в проектах нефтегазовой отрасли. От скважины до АЗС

В статье представлены типовые варианты применения беспроводных роутеров Robustel в нефтегазовой отрасли. Роутеры, обеспечивающие беспроводную передачу данных, имеют многофункциональное назначение: от видеонаблюдения и мониторинга до выхода в Интернет и предоставления «клиентского» Wi-Fi на АЗС. Набор промышленных интерфейсов, широкий диапазон рабочих температур, защищенные и резервные каналы передачи данных позволяют роутерам Robustel реализовывать самые разные задачи телеметрии.

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург

Logo_EM.gif


Безопасность нефтяных объектов

Как только в Российской империи появился первый нефтепровод, ему тут же потребовалась охрана. Когда в 1878 году инженер и архитектор В. Г. Шухов начал строить по заказу Людвига Нобеля нефтяную трубу от Балаханских промыслов (Баку) до Черного моря, это вызвало взрыв негодования среди перевозчиков, которые прежде доставляли нефть на завод от колодцев и скважин в бочках, а теперь остались не у дел. Нефтепровод пытались разрушить, и хозяину предприятия Нобелю пришлось поставить вдоль него караульные будки.

Длина той трубы составляла 10 км. Сегодня магистральные нефтепроводы в России протянулись на сотни тысяч километров, а вопрос их защиты от злоумышленников отнюдь не ушел в прошлое. Однако гораздо больше неприятностей в настоящее время доставляют несанкционированные врезки, которые превратились в серьезную проблему. Как же охранять тысячи километров трубы?

Для начала – с помощью традиционных мер, которые по-прежнему актуальны. Рядом с нефтепроводом создаются охранные зоны и регулярно проводится патрулирование. Однако если учесть, какие расстояния приходится проверять, принять во внимание человеческий фактор, становится понятно, что эта мера недостаточно эффективна, если ей в подкрепление не создать современную систему видеоконтроля, фиксирующую в режиме реального времени все противоправные действия. Существуют также разнообразные методы, позволяющие «вычислить» несанкционированную врезку: например, подсчет разницы нефти «до и после» и контроль давления в трубопроводе. Однако эти методы выявляют факт воровства уже задним числом.

Кроме того, любой объект нефтяной отрасли представляет собой потенциальную угрозу для жизни людей и экологии. Поэтому в соответствии с законодательством (Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 116‑ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов») необходимо внедрять системы мониторинга и контроля, созданные с помощью новейших технических решений и повышающие безопасность и надежность.

Известно, что такие системы могут быть построены на базе проводной либо беспроводной связи. Проводная считается предпочтительнее: она быстрее, надежнее, не подвержена внешним помехам. Однако объекты нефтяной промышленности, часто расположенные в удаленных районах, вытянувшиеся на сотни километров, остро нуждающиеся в охране, это именно та область, где оправдывает себя беспроводная связь. Система должна строиться с помощью надежного оборудования, которое позволяет создать резервный канал и обеспечить хорошую скорость передачи данных в местности со сложным рельефом. Именно такое решение представляют собой промышленные роутеры компании Robustel.

Ris.1.png

Рис. 1. Схема организации беспроводного канала передачи данных на нефтепроводе



АСУ ТП КНС/ДНС

Кроме систем мониторинга, повышающих безопасность нефтяных объектов, роутеры Robustel с успехом используются в промышленной автоматизации. Например, в системах управле­ния кустовыми и дожимными насосны­ми станциями (КНС и ДНС). КНС работают на нефтяных месторождениях и предназначены для закачки воды в продуктивные пласты. Вода вместе с газом выполняет роль поршня, выталкивая нефть из нефтеносных пластов на поверхность. Для обеспечения этого процесса создается целая система поддержания пластового давления, составной частью которой и являются КНС. Иногда пластового давления, сообщаемого водой, недостаточно, поэтому рядом с кустовыми насосными станциями устанавливаются дожимные, которые сообщают нефти и газу дополнительный напор.

Кустовая насосная станция не требует постоянного присутствия персонала и работает под управлением АСУ ТП. Система управления контролирует множество параметров: состояние насосных агрегатов, их готовность к пуску, состояние насосов маслосистемы и дренажной емкости, температуру подшипников двигателей, токи и многое другое. Данные о работе оборудования постоянно собираются, анализируются и отправляются на компьютер оператора в виде мнемосхем, таблиц и проч. Причем на месторождении обычно установлено множество насосных станций, включенных в единую систему, и расстояния между ними могут быть достаточно велики. Внутри этой крупной и разветвленной системы идет постоянная напряженная циркуляция данных, для которой требуется создать надежную, качественную, бесперебойную связь.

Если посмотреть, насколько высокие требования предъявляется к надежности и бесперебойности связи, возникнет вопрос о стоимости подобных решений. Однако компания Robustel предлагает надежный, хорошо зарекомендовавший себя и уже проверенный на рынке телеметрии промышленный 3G-роутер R3000-3P по конкурентной цене. Помимо двух сим-карт UMTS/HSPA-сетей, обеспечивающих резервирование, можно заказать прибор с поддержкой Wi-Fi 802.11 b/g/n, GPS.

Среди ключевых технических особенностей роутера Robustel R3000-3P можно выделить следующие:
- поддержка HSPA+;
- двойное резервирование с помощью сим-карт, поддержка 3G;
- метод антенного разделения (Antenna diversity) для улучшения производительности передачи;
- два Ethernet-порта, которые могут быть настроены как 2 порта LAN или как 1 порт LAN и 1 – WAN (поддерживается беспроводной WAN и резервирование по проводному WAN);
- поддержка VLAN;
- 1 порт RS‑232, 1 × RS‑485, 1 консольный порт, 2 цифровых входа, 2 цифровых выхода, 1 высокоскоростной USB до 480 Мбит/с;
- 6 индикаторов LED показывают статус в сети и интенсивность сигнала (RSSI);
- широкий диапазон входного напряжения (от 12 до 70 В) и рабочих температур (-40…+70 °C);
- металлический корпус с возможностью крепления на DIN-рейку или к стене, также с дополнительным заземлением;
- сетевые протоколы PPP, PPPoE, TCP, UDP, DHCP, ICMP, NAT, DMZ, RIP, OSPF, DDNS, VRRP, HTTP, HTTPs;
- VPN-туннелирование (IPSec/OpenVPN/PPTP/L2TP клиент/сервер, GRE, DMVPN);
- различные методы управления: по веб-интерфейсу, CLI, SNMP, СМС, с помощью М2М‑платформы Robustlink;
- поддержка Modbus/RTU в Modbus/TCP;
- прибор всегда онлайн, «пробуждение» по СМС или в течение заданного времени суток;
- автоматическая перезагрузка с помощью СМС или в заданное время суток;
- удаленное конфигурирование по СМС;
- обновление ПО через веб-интерфейс.

Ris.2.png

Рис. 2. Схема АСУ ТП кустовой насосной станции и дожимной насосной станции (КНС/ДНС)



Обеспечение связи на АЗС

Еще один важный объект нефтяной отрасли – автозаправочные станции. АЗС, зачастую расположенные вдали от населенных пунктов (в местах, где нет оптического или медного кабеля), представляют собой маленькие островки цивилизации. Наличие на АЗС различных удобств для проезжающих водителей является необходимым условием безопасной и комфортной трассы. Важно, чтобы в любом районе, где бы человек ни находился, он мог, заправляя машину топливом, немного отдохнуть, выйти в Интернет, воспользовавшись бесплатным Wi-Fi, посмотреть телевизионную трансляцию. Наконец, расплатиться по кредитке через терминал. Многие топливные компании, владеющие сетью АЗС, устанавливают на своих автозаправках бесплатный Wi-Fi для посетителей. Помимо этого, станциям требуется связь между своими точками с надежным защищенным каналом передачи данных.

Беспроводная связь на таких объектах поможет обеспечить самый лучший сервис, а также видеонаблюдение и сигнализацию.

Ris.3.png

Рис. 3. Система связи на АЗС



Обзор роутеров серии R3000

Для вышеописанных задач созданы надежные промышленные роутеры серии R3000 с двумя или четырьмя Ethernet-портами, предназначенные для организации беспроводных соединений в М2М‑приложениях. Среди их ключевых особенностей можно выделить следующие:
резервирование передачи данных по двум сим-картам, что обеспечивает непрерывное соединения с сетью (2G/3G/4G);
- 4 Ethernet-порта, объединенных в коммутатор l2;
- резервирование канала WAN (проводной/беспроводной сотовый/беспроводной Wi-Fi);
- VPN-туннелированние (IPSec/OpenVPN/PPTP/L2TP/GRE);
- поддержка Modbus (Modbus RTU/ASCII в Modbus TCP);
- GPS: определение местоположения в режиме реального времени и отслеживание;
- 802.11 b/g/n Wi-Fi, режимы «точка доступа»/«клиент»;
- SDK (комплект средств разработки для программирования), который обеспечивает пользовательский программный интерфейс;
- 802.1Q тегированный VLAN;
- поддержка IP Pass-through;
- автоматическая перезагрузка с помощью СМС, по звонку (СallerID) или в заданное время суток;
- работа с Robustlink (централизованной M2M-платформой управления);
- различные методы управления: по веб-интерфейсу, CLI, SNMP, с помощью платформы RobustLink;
- обновление ПО через веб-интерфейс, CLI, USB, СМС, с помощью RobustLink;
- различные интерфейсы: RS‑232/RS‑485/Console/USB/Ethernet;
- широкий диапазон входного напряжения (9…60 В постоянного тока) и работа в диапазоне экстремальных температур;
- металлический корпус с креплением на DIN-рейку или стену.

Роутер серии R3000 рекомендуется для подобных применений в силу своего промышленного исполнения и различных способов управления. Будучи новинкой, он уже успел снискать себе хорошую репутацию на производствах.

Таблица. Промышленные роутеры Robustel серии R3000


Заключение

В заключение статьи хотелось бы отметить одну важную особенность. Промышленные роутеры Robustel обладают впечатляющими техническими характеристиками. Для них создана М2М‑платформа Robustlink, которая позволяет наблюдать, настраивать и управлять огромным числом удаленных устройств частной сети через веб-интерфейс – конфигурировать, обновлять прошивки, перенаправлять данные и т. д. Однако без грамотной техподдержки все эти достоинства и технические преимущества будут использованы не в полной мере. Для того чтобы получить профессиональный полный комплекс услуг по техническим консультациям, работе, интеграции, настройке, программированию и сервисному обслуживанию роутеров, нужно обращаться к официальному дистрибьютору Robustel в России, Украине и странах СНГ компании «ЕвроМобайл», где вы сможете не только приобрести роутеры, но и получить индивидуальную техническую поддержку, гарантийное и послегарантийное обслуживание, а также заказать доработку и настройку программного обеспечения непосредственно под вашу систему телеметрии.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(55)_2015

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург,
тел.: (800) 555-7576,
e‑mail: info@euroml.ru,