Программное обеспечение контроля и управления SYNTHES2006

Система диспетчерского контроля и управления SYNTHES2006

В январе 2009 года компания ОАО «НПО «Спецэлектромеханика» получила Свидетельство¹ 2009610214 о государственной регистрации программы ЭВМ. Программно-инструментальный комплекс для разработки SCADA решений SYNTHES2006.

Назначение и область применения комплекса SYNTHES2006

Программно-технический комплекс SYNTHES2006 служит для построения систем оперативно-диспетчерского управления (СДКУ) трубопроводным транспортом.

На основе комплекса SYNTHES2006 могут быть построены многоуровневые территориально рассредоточенные СДКУ магистральными нефтепроводами.

Особенностью этого комплекса является его высокая надежность, функциональная полнота и простота применения в целях модернизации действующих систем управления трубопроводным транспортом, построенных на базе технических средств телемеханики ТМ-120-1 и ТМ-120-2.

Топология СДКУ на основе SYNTHES2006

Программно-технический комплекс SYNTHES2006 позволяет строить системы следующей конфигурации:

Система функционирует на платформе MS Windows 9.x/NT/2000/ХР в сетевой архитектуре Microsoft NetWork или Novell NetWare 4.x/5.x.

Ядром системы является «Диспетчерская станция». Это, как правило, компьютер, оснащённый несколькими мониторами (до четырёх мониторов), функционирующий в среде MS Windows 9.x/NT/2000/ХР. Именно с диспетчерской станции осуществляется оперативное управление оборудованием нефтепровода, централизованный контроль за процессом транспорта продукта.

Диспетчер имеет возможность вызывать на любой из мониторов интересующие его мнемосхемы, таблицы и графики. Диспетчерская станция регистрирует на принтере сообщения о важнейших событиях, имевших место при контроле и управлении технологическим процессом. Диспетчерская станция создаёт на файловом сервере архивы параметров технологического процесса, а также «оперативный снимок параметров».

Для доступа к оборудованию телемеханических комплексов ТМ-120-1, ТМ-120-2, которое охватывает линейную и станционную части трубопроводов, диспетчерская станция использует «контроллер связи с ТМ-120». Контроллер связи с ТМ-120 реализован в виде маломощного персонального компьютера, оснащенного одним или несколькими (до восьми) специализированными «ТМ-модемами». Эти модемы выполнены в виде платы, устанавливаемой в слот расширения ISA или в отдельный внешний корпус. Последнее используется при одновременном применении трёх и более «ТМ-модемов».

Контроллер через «ТМ-модемы» организует сбор данных с устройств телемеханики ТМ-120 и/или контроллеров ЭЛСИ-Т фирмы по протоколам ТМ-120-1, ТМ-120-2, МЭК-870-5. Особенностью этого контроллера является возможность включения в один канал связи разнотипных устройств телемеханики. Контроллер, используя различные протоколы, способен обращаться к каждому из таких устройств независимо.

Связь между диспетчерской станцией и контроллером организована через интерфейс RS-232. Обычно используется «нуль-модемное соединение» на удалении до 100 м. Но можно использовать подключение контроллера к диспетчерской станции по выделенным каналам через стандартные модемы с применением протоколов V32/V42bis. К одному контроллеру можно подключить несколько диспетчерских станций, что позволяет реализовать резервирование диспетчерских станций и/или выполнять контроль трубопровода с дополнительных (удалённых) диспетчерских станций. При этом функции телеуправления могут быть закреплены в контроллере только за указанной диспетчерской станцией (станциями). Такое решение обеспечивает безопасность при управлении трубопроводом.

Используя «оперативный снимок параметров» с файлового сервера, «клиентские рабочие станции» в локальной сети имеют возможность просматривать в реальном времени мнемосхемы и графики, отражающие текущее состояние технологического процесса.

По составу программного обеспечения «клиентская станция» похожа на диспетчерскую станцию. Отличие только в том, что «клиентская станция» не имеет связи с телемеханикой. Свои данные она читает из одного или нескольких «оперативных снимков параметров». Клиентская станция также лишена функций телеуправления.

Помимо этого, используя на файловом сервере архивы параметров технологического процесса, клиентские рабочие станции могут формировать различные сводки и отчёты, а также просматривать историю параметров в виде трендов и таблиц.

Состав и характеристика комплекса SYNTHES2006

Комплекс SYNTHES2006 состоит из следующих компонентов и подсистем.

Подсистема обработки данных и визуализации

Эта подсистема образует ядро программного обеспечения диспетчерской рабочей станции. Она состоит из следующих компонентов (программ):

  • Драйвер контроллера связи с телемеханикой.
  • Программа сервера ввода-вывода (RTSERVER). 
  • Программа обмена (ConTRL2) с измерительной системой SAAB TANK RADAR TRL/2.
  • Программа обмена (ConSAM) с микропроцессорной системой SAM-E (EM 1108/A1) фирмы MMG (Венгрия). Используется для сбора данных с поплавковых уровнемеров, телесигнализации и управления задвижками в резервуарных парках.
  • Программа интерфейса с оператором (SYNTHES2006).

Все они функционируют на платформе MS Windows 9.x/NT/2000/XP. Ниже эти компоненты рассматриваются более подробно.

Драйвер контроллера связи с телемеханикой

Это системная компонента. Обеспечивает обмен сервера ввода-вывода с контроллером связи с телемеханикой. Также включает в себя программу автономного тестирования обмена с контроллером и имитатор.

Применение имитатора дат возможность проверить работу системы в отсутствие реальных данных от телемеханики и тестировать информационное обеспечение.

Программа сервера ввода-вывода

Именно эта программа (RTSERVER) обеспечивает приём от драйвера данных телеметрии и их обработку в реальном масштабе времени. В процессе своей работы программа сервера ввода-вывода создаёт и обслуживает объектную базу данных параметров реального времени. Для этого используются результаты работы «Генератора баз данных» (см. подсистему сопровождения).

Для поддержки работы клиентских станций программа сервера ввода-вывода создаёт «оперативный снимок параметров» на файловом сервере. Это файл специальной структуры. Он похож на «файл-срез» создаваемый пакетом Genesis for Windows. Программа сервера ввода-вывода может использовать с файлового сервера несколько «оперативных снимков параметров». Эти снимки могут создаваться другими диспетчерскими станциями.

Такая технология позволяет создавать рассредоточенные СДКУ, когда на одной из диспетчерской и/или клиентской станции отображаются данные, собранные из различных (независимых) диспетчерских рабочих станций.

Для транспорта «оперативных снимков параметров» из одной локальной сети в другую по низкоскоростным каналам связи используется подсистема сетевого доступа.

Программа RTSERVER способна формировать «файлы-срезы», принятые в Genesis for Windows. Это даёт возможность использовать Genesis for Windows для просмотра состояния трубопровода, который управляется при помощи СДКУ, построенной с использованием SYNTHES2006.

Для подключения «внешних программ», разработанных пользователем СДКУ к программе RTSERVER предоставляются следующие стандартные возможности:

  • Использование DDE-протокола. Таким образом, можно легко подключать MS Excel, MS Word и другие продукты из MS Office.
  • Использовать DBF-файлы для чтения параметров из RTSERVER и передачи команд в RTSERVER.
  • Подключить свою программу в виде DLL с использованием OpenAPI.

Программа обмена с измерительной системой SAAB TANK RADAR TRL/2

Эта программа позволяет организовать прием данных из измерительной системы SAAB TANK RADAR TRL/2. Принимаемые данные записываются в стандартный «файл-срез» формата МЭК-870. В дальнейшем эти срезы обычным образом обрабатываются драйвером связи с телемеханикой. Это позволяет интегрировать в СДКУ данные из TRL/2. При этом не требуется применять никаких дополнительных аппаратных средств (коммуникационный контроллер).

Программа интерфейса с оператором

Программа SYNTHES2006 принимает данные от сервера ввода-вывода и отображает их в виде мнемосхем на каждом из четырех мониторов. Это удобно, особенно когда мнемосхемы насыщены информацией. Образец мнемосхемы прилагается.

Мнемосхемы готовятся с использованием графического редактора VISIO v.5.0 фирмы Shapeware. Такие мнемосхемы автоматически масштабируются на любой режим отображения, вплоть до 1600x1200 точек с глубиной цвета до 32 бит. Библиотека объектов содержит все необходимые элементы для создания мнемосхем трубопроводов и насосных станций. Эти объекты совместимы по форматам, принятым в АК «Транснефть» (см. подсистему сопровождения).

Для выполнения процедур управления задвижками и агрегатами оператор при помощи мыши нажимает кнопки на «панелях управления», которые быстро появляются прямо на мнемосхеме. Одновременно можно запустить процедуры управления на любом количестве задвижек и агрегатов.

В случае обнаружения нарушения параметра или изменения телесигнализации, соответствующий этому объект на мнемосхеме может изменить цвет, форму и начать мерцание. При этом возможна регистрация события на матричный принтер и в архив на файловом сервере. Также возможен вывод на звуковую карту различных речевых сообщений или мелодий.

Для контроля за линейной частью трубопровода, в том числе и для своевременного обнаружения факта утечки из трубы, служат «графики распределения реальных давлений вдоль трубопровода». Образец такого графика прилагается. 

Если имеет место утечка, то зелёная линия, отображающая распределение давлений, заметно утолщается. Оператор имеет возможность проанализировать ситуацию и своевременно принять меры.

Наблюдая за таким графиком можно видеть прохождение волны давления вдоль трубопровода во время пусков и остановок агрегатов.

Вместо «графика распределения реальных давлений вдоль трубопровода» можно отобразить «график гидроуклонов». Пользуясь таким графиком, оператор может оптимизировать нагрузку на магистральные агрегаты.

Информация об изменении давлений вдоль трубопровода записывается в специальные архивы, что даёт возможность при помощи программы PIPEVIEW (см. подсистему «Сервис») «прокрутить» в виде мультипликации эти графики за любой интересующий отрезок времени. Этот инструмент особенно полезен транспортно-технологической службе, т.к. позволяет проанализировать работу диспетчеров, например, за истекшую ночь.

Программа SYN2006 сохраняет на файловом сервере в специальных архивах всю историю технологических параметров, а также историю действий оператора.

Используя программу CONVIEW из подсистемы «Сервис» имеется возможность отобразить содержимое этих архивов в виде трендов (графиков) и в табличном виде. При этом имеется возможность гибко указывать различные критерии выборки.

Запуск программ CONVIEW и PIPEVIEW можно осуществлять прямо из среды SYNTHES2006.

При помощи SYN2006 можно анализировать функционирование системы за предыдущие периоды времени используя так называемый «архив мнемосхем». Он позволяет «оживить» любую мнемосхему данными за любой прошедший момент времени и даже «проиграть» в ускоренном режиме.

Подсистема контроллера связи с телемеханикой

Эта подсистема состоит из управляющей программы контроллера, а также аппаратуры:

  • Модем канала связи с телемеханикой.
  • Адаптер управления модемами.
  • Интерфейсные кабели.

Модем канала связи с телемеханикой («ТМ-модем») выполнен в виде платы, которая вставляется в слот расширения ISA компьютера, реализующего функции контроллера связи с телемеханикой. Этот модем реализует связь с аппаратурой телемеханических комплексов ТМ-120-1, ТМ-120-2 и ЭЛСИ-Т по выделенным четырех проводным линиям связи: физическим или через аппаратуру уплотнения. При использовании физических линий возможна связь с аппаратурой телемеханических комплексов на удалении до 80 км.

Скорость обмена через такой модем может выбираться: 100, 600 или 1200 бод.

Для одновременной работы с телемеханическими комплексами, которые подключены к различным линиям связи, один контроллер способен одновременно обслуживать до восьми «ТМ-модемов» параллельно. В этом случае для управления «ТМ-модемами» используется специальный «адаптер управления модемами». Сами модемы в такой конфигурации монтируются в автономный корпус типа Mini-Tower, который при помощи интерфейсного кабеля подсоединяется к адаптеру управления модемами. Сам адаптер управления модемами устанавливается в слот расширения ISA компьютера, реализующего функции контроллера связи с телемеханикой.

Управляющая программа контроллера связи с телемеханикой функционирует на платформе MS DOS. Пользуясь этой программой можно легко оценить качество работы каждого из удалённых КП, которые опрашиваются через «ТМ-модемы», а также выполнять необходимые действия по наладке телемеханики.

Важной отличительной чертой управляющая программа контроллера связи с телемеханикой является е¸ способность обслуживать подсоединённые к одному и тому же «ТМ-модему» разнотипные телемеханические устройства:

  • УП-КП1 ТМ-120-1.
  • УП-КП2 ТМ-120-2.
  • Контроллеры ЭЛСИ-Т с протоколом ТМ-120-2.
  • Контроллеры ЭЛСИ-Т с протоколом МЭК-60870-5.

Архитектура контроллера связи с телемеханикой позволяет легко подключать к системе контроллеры других типов.

Подсистема «Сервис»

Эта подсистема состоит из следующих компонент (программ):

  • Программа просмотра архивов в виде трендов и таблиц (CONVIEW).
  • Программа просмотра архивов распределения давлений вдоль трубопровода (PIPEVIEW). 
  • Программа формирования сводок и отчётов (PRINTGEN).

Все они функционируют на платформе MS Windows 9.x/NT/2000/XP. Ниже эти компоненты рассматриваются более подробно.

Программа просмотра архивов в виде трендов и таблиц (CONVIEW)

Эта программа может запускаться как на диспетчерской, так и на клиентских станциях. Она способна быстро выбрать по указанному критерию интересующие пользователя параметры и отобразить их в виде хронологической таблицы или в виде трендов. Образцы форм вывода этой программы прилагаются.

Если выводимый тренд (тренды) относятся к текущим суткам, то программа способна отображать их в режиме «самописца», обновляя картинку тренда по мере поступления свежих данных.

Формы, отображаемые этой программой, можно быстро отпечатать на струйном или лазерном принтере.

Программа просмотра архивов распределения давлений вдоль трубопровода (PIPEVIEW)

Эта программа может запускаться как на диспетчерской, так и на клиентских станциях. Она способна выбрать начиная с указанного момента времени требуемый график распределения давлений вдоль трубопровода. 

Программа имеет кнопку «проиграть», «стоп», «перемотать». Пользуясь этими кнопками можно проиграть в заданном темпе график распределения давлений вдоль трубопровода. При этом сам график отображается в том же виде, как его видел диспетчер. При этом сам график отображается в том же виде, как его видел диспетчер.

Можно выбрать распределение давлений за интересующий момент времени (это так называемый «запомненный режим») и сравнить его в динамике с другими режимами. 

Графики, отображаемые этой программой, можно быстро отпечатать на струйном или лазерном принтере.

Программа формирования сводок и отчётов (PRINTGEN)

Эта программа имеет встроенный генератор отчётов. Пользуясь им, можно настроить требуемые виды отчётных форм. Сами отчёты формируются этой программой по запросу оператора или автоматически по расписанию.

При формировании отчётов используются архивы параметров, которые создаются диспетчерской рабочей станцией на файловом сервере. Таким образом, имеется возможность получить отчёт за любой разумный момент времени.

Отчёты можно просматривать на экране и печатать на матричные и лазерные принтеры.

Подсистема сопровождения

Эта подсистема необходима для сопровождения персоналом Заказчика СДКУ в процессе модернизации технических средств телемеханики, добавлении новых мнемосхем. Она состоит из следующих компонентов (программ):

  • Программа ведения баз данных (CONBASE).
  • Программа редактирования мнемосхем (SCREDIT).

Все они функционируют на платформе MS Windows 9.x/NT/2000/XP. Ниже эти компоненты рассматриваются более подробно.

Программа ведения баз данных (CONBASE)

Эта программа запускается на инструментальном компьютере инженера, обеспечивающего сопровождение СДКУ. При помощи этой программы можно легко добавить в систему новые датчики, задвижки, агрегаты и т.п. Также можно определить новые виды обработок и контроля параметров. 

Полученные при помощи этой программы компилированные базы данных используются сервером ввода-вывода диспетчерской рабочей станции.

Программа редактирования мнемосхем (SCREDIT)

Эта программа запускается на инструментальном компьютере инженера, обеспечивающего сопровождение СДКУ. При помощи этой программы можно создавать новые и изменять существующие мнемосхемы.

Сами мнемосхемы готовятся с использованием графического редактора VISIO v. 5.0 фирмы Shapeware. Такие мнемосхемы автоматически масштабируются на любой режим отображения, вплоть до 1600x1200 точек с глубиной цвета до 32 бит. Библиотека объектов, входящих в комплект поставки, содержит все необходимые элементы для создания мнемосхем трубопроводов и насосных станций. Эти объекты совместимы по форматам, принятым в АК «Транснефть».

Подсистема сетевого доступа

Эта подсистема необходима для создания распределённой СДКУ, когда имеет место несколько диспетчерских рабочих станций, значительно территориально рассредоточенных.

Для того чтобы видеть на экране диспетчерской станции в реальном времени мнемосхемы, данные для которых формируются на значительно удалённой другой диспетчерской рабочей станции, необходимо обеспечить транспорт «оперативных снимков параметров» в обоих направлениях. 

Так как связь на большие расстояния организуется при помощи относительно медленных модемных каналов, программное обеспечение СДКУ включает программы транспорта оперативных снимков параметров.

Существуют следующие программы:

  • Программа транспорта по протоколу TCP/IP (IP_BRIDGE). Эта программа использует сетевую инфраструктуру, включающую сетевые роутеры способные передавать IP-пакеты из одной локальной сети в другую.
  • Программа транспорта по выделенному модемному каналу (INTERMAL). Эта программа использует модемное соединение точка-точка по протоколам V32/V42bis.






Продукция

Блочно-модульные здания

Промышленная автоматизация

Насосное и дозирующее оборудование

Товары со склада

Оборудование низкого напряжения

Шкафное и щитовое оборудование

Комплектные трансформаторные подстанции