АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫМИ ПУНКТАМИ И ПУНКТАМИ УЧЕТА ГАЗА

В. Е. Пальгов, начальник отдела автоматизации и программного обеспечения
С. А. Долматов, ведущий конструктор

В рамках национального проекта по газификации регионов России к 2008 году подача природного газа должна быть осуществлена в 1120 населенных пунктов. Также будут переведены на природный газ около 20 тыс. коммунально-бытовых предприятий (больницы, детские сады, школы и т.д.), более 5 тыс. сельских и поселковых отопительных котельных, более 500 сельскохозяйственных предприятий. Такой объем строительства магистральных газопроводов-отводов влечет за собой ввод в эксплуатацию значительного количества новых газораспределительных и газорегуляторных пунктов, а также частичную реконструкцию уже существующих. Эти объекты, в соответствии с современными требованиями по информационному обеспечению и безопасности, должны оснащаться средствами КИПиА и АСУ ТП. И, если на газораспределительных станциях, большая часть которых находится в ведении ООО «Газпром», присутствуют полномасштабные системы автоматизированного управления (САУ ГРС), то на газорегуляторных пунктах и пунктах учета газа оборудование КИП сводится к набору показывающих и регистрирующих приборов.

Существующее отставание в информационном обеспечении газораспределительных сетей низкого давления можно исправить внедрением промышленных контроллеров и программно-технических средств общепромышленного применения, которые в последнее время в большом количестве появляются на российском рынке. Выбор программно-технических средств и создание на их основе распределенной системы управления газорегуляторными пунктами должен сопровождаться всесторонним анализом технических характеристик, а также показателей надежности и стоимости.

Сейчас уже никого из участников процесса газораспределения не надо убеждать в необходимости применения систем автоматики и телемеханики на уровне районного газового хозяйства. Актуальной задачей становится выработка единых требований к техническим и метрологическим характеристикам таких систем, согласование процесса информационного обмена между различными уровнями автоматизации.

В последнее время на Российском рынке стали появляться системы, предназначенные для размещения в газорегуляторных пунктах. Наиболее известными из них являются автоматизированная система коммерческого учета и управления расходом газа на базе аппаратно-программного комплекса телеметрии «СТЕЛ» производства ООО НПП «Турботрон» г. Ростов-на-Дону и автоматизированная система диспетчерского контроля на базе аппаратно программного телеметрического комплекса «ТЕЛУР-Г-G» производства ЗАО НПП «Радиотелеком». Однако, при всех достоинствах указанных систем, контролируемые пункты нижнего уровня (контроллер объекта «Стел» и контролируемый пункт ОКП-Г-G) осуществляющие сбор первичной информации с объектов газового хозяйства, в ряде случаев имеют ограниченные возможности при подключении датчиков и исполнительных устройств.

Большой опыт специалистов завода «Газпроммаш» в области разработки и внедрения систем автоматизированного управления газораспределительными станциями с учетом пожеланий эксплуатирующих организаций позволил сконструировать современный шкаф контроля и управления газорегуляторным пунктом блочного исполнения (ШКУ ГРПБ) и запустить его в производство.

ШКУ ГРПБ ОТВЕЧАЕТ ВСЕМ ТРЕБОВАНИЯМ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫХ ПУНКТОВ И МОЖЕТ ВЕСТИ НЕПРЕРЫВНЫЙ КОНТРОЛЬ СЛЕДУЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ (МИНИМАЛЬНЫЙ ОБЪЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ):

• температура газа на входе (4 — 20mA);
• давление газ на входе (4 — 20mA);
• температура газа на выходе (4 — 20mA);
• давление газа на выходе (4 — 20mA);
• температура теплоносителя в системе отопления (4 — 20mA);
• температура воздуха внутри блока (4 — 20mA);
• перепад давления на сетке фильтра (4 — 20mA);
• напряжение аккумуляторных батарей блока бесперебойного питания (0 — 30В);
• загазованность технологического отделения по метану («сухой контакт»);
• загазованность отопительного отделения по метану и СО («сухой контакт»);
• пожарная сигнализация в технологическом отделении;
• пожарная сигнализация в отопительном отделении;
• пожарная сигнализация в отделении КИПиА;
• вскрытие технологического отделения («сухой контакт»);
• вскрытие отопительного отделения («сухой контакт»);
• вскрытие отделения КИПиА («сухой контакт»)
• сигнализация наличия основного питания («сухой контакт»).

КРОМЕ ТОГО ШКУ ГРПБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТ УПРАВЛЕНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ:

• внешним табло загазованности помещения ГРПБ;
• циркуляционным насосом системы отопления;
• предохранительным клапаном подачи газа на водогрейный котел
• аварийной светозвуковой сигнализацией;
• электроуправляемой запорной арматурой (при ее наличии).

Одним из главных условий надежного и устойчивого газоснабжения потребителей и повышения эффективности реализации программы газификации является максимально точный учет потребляемого газа. ШКУ ГРПБ может быть настроен на считывание информации от любых устройств коммерческого учета расхода газа, таких как: «Суперфлоу-2Е», «Суперфлоу-21В», «Гиперфлоу-3Пм», ЕК-260, СПГ761 и др. При этом производится регистрация текущего расхода газа, суточного расхода газа, расхода газа за установленный период.

Ведется также учет потребленной электроэнергии по числоимпульсному или цифровому интерфейсу от счетчика, установленного в электротехническом шкафу.

Автоматика ГРПБ снабжена устройством бесперебойного питания, обеспечивающим полную функциональность оборудования во время отсутствия основного питания. Информация по питанию от основного или резервного источника, а также уровень напряжения аккумуляторных батарей доступны для считывания на верхнем уровне автоматизации.

Коммуникационные возможности ШКУ ГРПБ позволяют интегрировать его в любую централизованную систему сбора информации о расходе энергоносителей и управления по заданному алгоритму благодаря поддержке стандартных протоколов Modbus RTU и Modbus ASCII и информационному обмену как по коммутируемым телефонным каналам, так и по каналам мобильной связи GSM.

Такими шкафами управления, по требованию заказчика, комплектуются ГРПБ производства завода «Газпроммаш». Однако, ШКУ ГРПБ может быть сконфигурирован также и для газорегуляторного пункта или пункта учета газа любого другого производителя.

Основные технические характеристики:

Обмен данными с системами верхнего уровня автоматизации осуществляется через последовательные порты по протоколу обмена MODBUS RTU. При необходимости, по техническому заданию заказчика (в карте заказа или на стадии проектных работ) уточняются: протокол обмена, структура информации и физический интерфейс (RS-232, RS-485 или иной канал связи).

Конструктивно шкаф контроля и управления собран в металлическом шкафу. В нем располагаются: промышленный контроллер, искрозащитные барьеры, приборы контроля загазованности, модем (GSM, радио или проводной), клеммные соединители и кабельные вводы в нижней части шкафа для расключения кабелей от датчиков и исполнительных устройств ГРПБ. На лицевой панели шкафа расположены световые индикаторы и кнопка сброса аварийно-предупредительной сигнализации. (Рисунок 1)

Модули ШКУ ГРПБ связаны жгутами с клеммными соединителями, через которые осуществляется подключение кабелей от технологического оборудования ГРПБ. (Рисунок 2)

Структура ШКУ ГРПБ на основе промышленного контроллера I-8000 фирмы ICP DAS, а также подключение ШКУ к внешним устройствам приведены на рисунке 3.

Рисунок 1.
Внешний вид ШКУ ГРПБ.

Рисунок 2.
Внутренняя компоновка блоков
и модулей ШКУ ГРПБ.

Исходя из пожеланий заказчика ШКУ ГРПБ может быть построен также и на базе других промышленных контроллеров. Тип контроллера согласовывается на стадии заказа ГРПБ. Специалисты завода «Газпроммаш» имеют опыт применения контроллеров Allen Bradley, Siemens, Schneider Electric, Advantech, ICP DAS и их аналогов российского производства.

Повсеместное внедрение АСУ ТП, оснащение системами автоматики существующих пунктов учета газа и газорегуляторных пунктов, выработка и реализация оптимальных алгоритмов управления в системе газораспределения должны обеспечить бесперебойную и безопасную подачу и использование газа, улучшение технико-экономических показателей в системах газоснабжения, ускорение реализации национального проекта по газификации регионов России. Специалисты завода «Газпроммаш» готовы в любых объемах способствовать решению этой задачи на самом современном уровне.

Рисунок 3.
Структура ШКУ ГРПБ на основе промышленного контроллера I-8411 фирмы ICP DAS.