Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 9 2006
Я. В. БАРАНОВ  01 сентября 2006

Телеметрия через спутник

Ввод в строй АСУТП, обеспечивающей контроль параметров прокачки нефти и газа, – необходимое условие начала эксплуатации трубопровода. Однако в сложных природных и климатических условиях Сахалина типовые решения не всегда применимы. В частности, в труднодоступных районах использование геостационарных спутниковых терминалов невозможно из-за блокировки прямой видимости спутника в горах, а на морских нефтяных платформах их приходится оснащать сложными гиростабилизированными платформами, что требует немалых дополнительных затрат. Небольшие модемы Globalstar со всенаправленной антенной оказались более эффективными еще и потому, что их установка не требовала никаких дополнительных разрешений. Даже низкая скорость передачи данных (около 8 кбит/с) не стала помехой – объем технологической информации от точки контроля не превышает сотню-другую байтов.

Развернутая спутниковая инфраструктура базируется на стандартном оборудовании: контроллерах Yokogawa (RTU), спутниковых модемах Globalstar GSP1620x1C и маршрутизаторах Cisco Systems (см. рисунок). Централизованная иерархическая сетевая архитектура построена по модульному принципу; общий контроль и управление возложены на центральную серверную платформу.

Удаленные контроллеры RTU, считывающие данные с датчиков давления, температуры, расхода, утечки топлива и управляющие задвижками, насосами и другими механизмами на контролируемых элементах трубопровода, связаны с маршрутизаторами Cisco локальными каналами Ethernet, а маршрутизаторы (интерфейс RS-232) – со спутниковыми модемами, поддерживающими набор стандартных Hayes АТ-команд. Распределенная сеть АСУТП организована как частная локальная сеть, и все спутниковые модемы образуют закрытую группу пакетной передачи данных (ЗГ ППД).

В отличие от обычной ППД, в закрытом режиме при передаче информации между точками IP-сети происходит автоматическое установление (или восстановление) соединения через 1–2 с после поступления первого байта на передачу или прием в спутниковый модем. По окончании приема/передачи по радиоканалу (через 10 с или по АТ-команде) модем автоматически отключается. Однако само IP-соединение не разрывается, и сервер продолжает «видеть» все удаленные сетевые элементы как подключенные к сети. Кроме того, в проекте предусмотрена дополнительная синхронизация времени (обеспечивается за счет считывания удаленными контроллерами единого координированного времени – UTC). Трафик данных закрытой группы циркулирует только между входящими в нее модемами с фиксированными IP-адресами, выход в Интернет и другие сети заблокирован.

Основной канал связи между центральным сервером и удаленными точками контроля организован по технологии VPN с регулируемой полосой пропускания 128–512 кбит/с (полоса будет наращиваться по мере увеличения точек контроля и ввода АСУТП в полную эксплуатацию). Резервный канал связи с удаленными точками контроля организован также с помощью спутниковых модемов, установленных на центральной серверной платформе.

Точка приземления спутникового радиоканала – на станции сопряжения в Хабаровске, далее информация передается по основному оптоволоконному широкополосному VPN-каналу до сервера системы. В аварийных ситуациях, при недоступности VPN-канала, пакеты направляются на резервный спутниковый канал, подключенный через модем к серверу (второй скачок).

Реальная скорость обмена по спутниковому каналу между удаленными контроллерами и центральным сервером – около 8 кбит/с, но этого достаточно для обеспечения оперативной передачи данных с датчиков и другой информации. Полнодуплексный спутниковый канал позволяет одновременно с приемом данных от удаленных контроллеров передавать управляющие команды, а также конфигурационные параметры на удаленные точки. Задержки распространения тестовых пакетов PING между сервером и удаленным контроллером составили 400–600 мс.

Испытания подтвердили, что широкополосный VPN-канал между маршрутизатором наземной станции сопряжения Globalstar и центральным сервером обеспечивает оперативную передачу информации от одновременного опроса до 120–150 удаленных контроллеров, а скорость информационного обмена в спутниковом канале «контроллер–модем» удовлетворяет требованиям по быстродействию и реактивности АСУТП.

Весь технологический автотранспорт компании, наряду с оборудованием для АСУТП, оснащен автокомплектами GCK1410 с бортовыми контроллерами мониторинга, имеющими GPS-приемники для оперативной связи водителей. На удаленных объектах трубопровода установлены стационарные терминалы GSP2800, обеспечивающие как телефонную связь с Большой землей, так и передачу данных.


О проекте

«Сахалин-2» – первый в России проект по добыче нефти и газа как на суше, так и с морских платформ, разворачиваемый в экстремальных природных условиях шельфа (ледовые торосы, потенциально высокая сейсмическая активность и т.д.) острова Сахалин. Производственные мощности проекта оцениваются примерно в 10% мировых запасов нефтяного эквива лента; он крупнейший в России и один из крупнейших в мире по объему иностранных инвестиций. Оператор проекта – «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани» (главный акционер – концерн Shell). Из-за отсутствия на острове необходимой инфраструктуры реализация данного проекта осуществляется с нуля.

Для добычи нефти предполагается использовать три морские платформы проекта на Пильтун-Астохском и Лунском месторож дениях (одна на Лун-А уже введена в действие). Наземные нефте- и газопроводы протянутся от Пильтунского месторождения на севере Сахалина через объединенный береговой технологический комплекс вблизи Лунского месторождения до пос. Пригородное на юге острова. Протяженность каждой из двух систем трубопроводов превысит 800 км, из них 126 км – через болота, 110 км – по гористой местности, более 1000 пересечений водотоков (по большей части мелких), 18 пересечений с железными дорогами и 10 пересечений с автомобильными дорогами. Общая протяженность морских трубопроводов – около 165 км.

Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!