Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь

Страница создана Тимур Крылов
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Проект построения интеллектуальных систем
  учета газа в интересах УП «Брестоблгаз»
            Республика Беларусь
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Участники проекта и их роли

                                         Проект построения
           ОАО "ЦНИИТУ“                  интеллектуальных                 УП «Брестоблгаз»
                                          систем учета газа
Системный интегратор, разработчик                                     Потребитель интеллектуальной системы
интеллектуальной системы учета газа                                   учета газа

                                            СП «Радмиртех»

                                      Производитель элементов системы и
                                      программного обеспечения
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
УП «Брестоблгаз»

УП «Брестоблгаз» это многопрофильное предприятие с филиалами по всей Брестской области Республики
Беларусь в котором работает более 3000 человек.

В состав УП «Брестоблгаз» входит 5 газоснабжающих производственных управлений, производственное
управление прочих видов деятельности, торфобрикетное производственное управление «Березовское»,
сельскохозяйственное производственное управление «Доманово» и санаторий «Надзея». В своём составе
предприятие имеет 3 газонаполнительные станции и 18 автозаправочных станций. Общая протяжённость
газопроводов более 12 тысяч километров.

Основными задачами деятельности УП «Брестоблгаз» являются бесперебойное обеспечение потребителей
природным и сжиженным газом, обеспечение безаварийной работы систем газоснабжения, развитие и
укрепление экономического потенциала Республики Беларусь.

Уровень газификации Брестской области составляет 98,9%, основным видом топлива для всех предприятий и
организаций, отопительных котельных, жилищного фонда, как коммунального, так и находящегося в личной
собственности граждан, является природный газ.
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
ОАО "ЦНИИТУ"

Центральный научно-исследовательский и проектно-технологический институт организации и техники управления (ЦНИИТУ)
основан в Минске по решению Президиума Совета Министров СССР от 30 августа 1961 года.
Основная специализация и направление научно-технической деятельности ОАО "ЦНИИТУ" это проектирование, разработка
и внедрение автоматизированных систем для органов государственного управления и промышленных предприятий,
информационное обслуживание деятельности органов государственного управления.
ОАО "ЦНИИТУ" располагает высококвалифицированными кадрами в проектировании и разработке автоматизированных
систем управления. Численность сотрудников ОАО "ЦНИИТУ" насчитывает более 150 человек, из которых более 50%
составляют программисты, постановщики задач, конструктора, инженеры, технологи.

Руководством республики поставлена ОАО "ЦНИИТУ" задача по внедрению стратегии «Индустрия 4.0» на предприятиях
Министерства промышленности Республики Беларусь и обеспечивающих организациях.
В рамках внедрения стратегии «Индустрия 4.0» нами наработан уникальный опыт по цифровизации отраслей
промышленности, централизации контроля и управления различными системами. Мы обеспечиваем интеграцию
разнородных систем, что позволяет повысить управляемость , оперативность, эффективность работы предприятий и целых
отраслей.

Наше предприятие разрабатывает и внедряет:
 Концепцию цифровизиции промышленности Республики Беларусь;
 Концепцию «Индустрия 4.0» в холдинге БелОМО и ОАО Витязь;
 IIoT решения для ОАО Белшина;
 IoT решения для предприятий коммунальной сферы;
 Системы мониторинга технического состояния (МТС) зданий и сооружений;
 IoT решения в интересах операторов освещения;
 Системы «Умный дом», как для частного сектора, так и для многоквартирных жилых домов.
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
СП «Радмиртех»

СП «Радмиртех» было создано в 2001 году на базе группы предприятий, включающих в себя Научно-
исследовательский институт радиотехнических измерений и НТК «Институт монокристаллов» (г.Харьков).

В настоящее время СП «Радмиртех» — это коллектив высокопрофессиональных специалистов, которые с
помощью передового оборудования успешно решают задачи, связанные с разработками и серийным
производством современных средств измерительной техники.

СП «Радмиртех» разрабатывает и серийно выпускает средства измерения, осуществляющие обработку,
хранение, отображение информации об объеме и расходе газа в рабочих и стандартных условиях:
комплексы измерительные на базе роторных счетчиков КВР, комплексы измерительные на базе
турбинных счетчиков КВТ, а также корректоры объема газа серии ВЕГА.
Узлы учета газа на базе корректоров ВЕГА, а также комплексов КВР и КВТ могут быть оборудованы
системой сбора и передачи данных, оборудование для которой также производится СП «РАДМИРТЕХ».
Разработанная СП «РАДМИРТЕХ» Автоматическая система сбора данных с узлов учета промышленных и
бытовых потребителей газа уже несколько лет успешно эксплуатируется на объектах, входящих в сферы
влияния газораспределительных компаний.

Оборудование СП «Радмиртех» широко представлено в газовой, газоперерабатывающей и других сферах
промышленности и коммунального хозяйства для коммерческого или технологического учета газов.
Основными потребителями продукции СП «Радмиртех» являются газораспределительные компании, а
также крупные предприятия потребители природного газа (предприятия химической, металлургической
промышленности, а также жилищно-коммунального хозяйства).
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Проект построения сети IoT в интересах
    газово-распределительных сетей (ГРС)

В рамках проекта реализовывается:

•   Организация дистанционного сбора показаний газовых счетчиков коммунальной,
    коммунально-бытовой и промышленной групп;
•   Организация мониторинга и управления средствами автоматизации
    газорегуляторных пунктов (ГРП) и шкафных газорегуляторных пунктов (ШРП);
•   Организация дистанционных измерений параметров Систем катодной защиты (СКЗ).

Развернута выделенная профессиональная сеть радиодоступа индустриального
диапазона (868 МГц) на базе технологии LoRaWAN с возможностью интеграции с
системами предыдущих поколений и перспективными технологиями.
Сеть охватывает населенные пункты: г.Брест и д.Рубель.
В д.Рубель (1050 точек контроля) реализована комплексная система дистанционного
сбора показаний счетчиков и система телеметрии ГРП (с полным сведением баланса по
населенному пункту).
В г.Брест реализована комплексная система телеметрии ГРП/ШРП и дистанционное
измерение параметров СКЗ.
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Комплексная сеть телематики
  Развернутая система- позволяет использовать оборудование телематики предыдущих
            поколений и новейшие разработки в сфере телекоммуникаций

 Счетчики              Сбор и               Серверы
                                                                  WEB
    и                 передача              сбора и
комплексы                                  аналитики
                                                               интерфейс
                       данных

                Радиомодуль    GPRS

                  Lora

                NB IoT
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Архитектура сети LoRaWAN
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Функциональность системы

 Дистанционное управление, мониторинг, измерение параметров устройств ГРП, ШРП
  (на сегодня, используются GPRS контроллеры, цена которых в два раза выше
  контроллеров с использованием LoRaWAN)
 Контрольно-измерительное оборудование системы катодной защиты- нами
  разработано устройство измерений с передачей информации посредством технологии
  LoRaWAN .
 Сбор показаний счетчиков газа, датчиков-газоанализаторов, управление отсечными
  клапанами у коммунально-бытовых потребителей.
 Сбор показаний, управление корректорами объема газа для промышленных
  потребителей.
 Сведение баланса потребления газа.
 Фиксация фактов злонамеренного воздействия на средства учета.
 Выявление фактов воровства средств учета.
 Выявление несанкционированного отбора газа потребителями.
 Возможность создания профилей и сценариев платежей в зависимости от времени
  года, суток, температуры окружающей среды.
 Выявление аномального поведения потребителей.
 Выявление аварийных утечек газа.
 Удобное мобильное приложение для персонала газораспределительных компаний
  (ГРК) и потребителей.
 Интеграция автоматизированной системы с системами биллинга, существующими
  средствами автоматизации, системой отчетности и управления предприятием
Проект построения интеллектуальных систем учета газа в интересах УП "Брестоблгаз" Республика Беларусь
Программное обеспечение

• Комплексное программное приложение (КПП) является комплексной системой,
  предназначенный для сбора и анализа данных, а также удаленного управления
  устройствами учета в газовом сегменте энергетического рынка.

•        КПП- не просто приложение, позволяющее принимать и хранить данные, но целый
    набор функциональных сервисов, направленных на упрощение задач и максимальный
    комфорт экспертов газовой отрасли, в том числе технических специалистов, метрологов,
    специалистов учета, руководителей подразделений и т. д.

•        Комплексный программный продукт включает в себя два основных модуля: единый
    сервер сбора и обработки данных и простой в использовании, интуитивно-понятный
    пользовательский интерфейс. Каждый из модулей, в свою очередь, состоит из нескольких
    компонентов, отвечающих за определенный сервис или функцию, что делает конечный
    продукт надежным, информационно-безопасным и гибким к изменениям.

•         Сервер    сбора    данных  КПП     является    совокупностью    микросервисов,
    обеспечивающих получение максимально-необходимого объема данных от любого
    устройства учета, как промышленного, так и бытового, их корректную обработку, а также
    удаленное управление этими устройствами в заданных рамках.

•        Одним из важнейших компонентов программного комплекса является обработка
    текущих показателей и ведение архивов по суточному разбалансу.
Абонентское устройство снятия показаний счетчика газа
  для жилых домов обеспечивает

Настраиваемую периодичность передачи
 данных
Глубину хранения учетных данных 3-12 мес
Контроль целостности связи со счетчиком
Автономное питание не менее 8 лет
Контроль состояния элемента питания
Наличие предупреждения о попытках
 вскрытия корпуса, его снятии и воздействии
 на устройство или счетчик магнитом
Защиту от несанкционированного
 перепрограммирования
Система телеметрии на базе технологии LoRaWAN

 Жилые дома

                                     LoRaWAN модем с                  Автономная система
                                     контроллером                     электропитания
    Элементы СКЗ КИП

                                        Датчик    СМК-1
                                       открытия       «сухой
                                        дверей        контакт»

  Датчик входного        Датчик                                  Датчик выходного      Датчик
     давления          температуры                                   давления       температуры
                         на входе                                                     на выходе

                                           ШРП
Измеряемые и контролируемые параметры ГРП (ШРП)

• давление газа на входе пункта (Рвх.);
• температура среды внутри шкафа (блока) либо технологического
  помещения, где установлен ШРП;
• температура газа на входе пункта;
• температура газа на выходе пункта;
• контроль режима работы (норма/авария) предохранительного
  запорного и сбросного клапанов;
• состояния датчиков типа «сухой контакт», установленных на
  дверях шкафа (блока), а также на защитном ограждении;
• состояние внутреннего источника питания контроллера.
Датчик СКЗ

Датчик СКЗ (система катодной защиты) с радиомодулем LoRa
предназначен для измерения и контроля катодного напряжения
на контрольно-измерительных пунктах (КИП) и передачи
данных газораспределительных сетей на сервер сбора данных
газораспределительной организации с использованием
технологии передачи LoRa на частоте 868 МГц мощностью 25
мВт.
• С заданной периодичностью за сутки (по-умолчанию 3 раза в
  сутки) модем просыпается и запускает процесс измерения в
  датчике. Для измерения защитного потенциала
  трубопровода, датчик одним из контактов подключается к
  выводу от трубопровода (коричневый провод), а другим
  контактом — к выводу от медносульфатного электрода
  сравнения (голубой провод).
• С интервалом в 2 секунды датчик выполняет замер
  напряжения на протяжении 10 минут. После этого
  выполняется анализ данных: вычисляется минимальное
  значение, максимальное и среднее за весь период измерений
  (в новой прошивки добавлено отсекание аномальных
  выбросов, которые могут влиять на измерение). После этого
  данные передаются на сервер. Данное исполнение датчика
  предназначено для измерения защитного потенциала с
  омической составляющей. Среднее значение измеренного
  напряжения на сервере сравнивается с порогами.
• Питание датчика СКЗ осуществляется от встроенной батареи.
• Режим работы – длительный непрерывный.
Конкурентные преимущества построения сети IoT в
  интересах газово-распределительных сетей (ГРС) на базе
  технологии LoRaWAN

 Не требуется замена парка счётчиков
 Низкая стоимость внедрения и владения (капитальные вложения в строительство сети и
  операционные затраты более чем в 10 раз ниже, чем затраты на строительство и
  эксплуатацию сети мобильного оператора);
 Высокая надежность и безопасность;
 Универсальность;
 Широкий территориальный охват;
 Масштабируемость;
 Низкое энергопотребление (потребление базовых станций до 20 Вт, срок автономной работы
  клиентского оборудования 8-12 лет);
 Простота использования;
 Не требует получения лицензий на использование частот (используется общедоступный ISM
  диапазон для средств телеметрии);
 Не требует контрактов с мобильными операторами и построения разветвленной сети доступа
  (снижение затрат на строительство и эксплуатацию сети);
 Информационная безопасность обеспечивается применением аутентификации, шифрования
  и использования сетевых ключей;
 Многоуровневая система доступа к ресурсам и возможностью географического разнесения;
 Гибкая система отчетности;
 Повышенная привлекательность для инвесторов и собственников.
Результаты планирования сети LoRaWAN в г.Бресте

                 В зоне действия LoRaWAN GW возможно предоставление
                                 считывания информации
                   с устройств комбыта и телеметрии ГРП/ШРП и КИП СКЗ
Результаты планирования сети LoRaWAN в г.Бресте

               Для устойчивой работы сети LoRaWAN в г.Бресте на первом этапе планируется размещение 6-ти GW
в интересах считывания информации с устройств телеметрии ГРП/ШРП и КИП СКЗ, для устойчивого снятия показаний средств учета
                                 коммунального сектора планируется размещение 12-ти GW
Результаты планирования сети LoRaWAN в д.Рубель
Параметры работы клиентского оборудования на удаленных точках в д.Рубель

         Последний выход на Серийный      Город       Улица       Дом   SNR
               связь          номер

          2019-04-23 22:04:24   0001071   Рубель     Советская     1    -3.2
          2019-04-23 18:49:31   0000826   Рубель     Советская    11    2.2
          2019-04-23 13:00:02   0001073   Рубель     Советская     2    -4.8
     1    2019-04-23 18:25:47   0001064   Рубель     Советская     3    -3.8
          2019-04-23 19:22:37   0000338   Рубель     Советская     5    -5.5
          2019-04-23 22:16:21   0000339   Рубель     Советская     8    1.5
          2019-04-23 21:10:02   0000084   Рубель     Советская     9    0.5
          2019-04-23 19:39:01   0000325   Рубель   Великолесная   15    3.2
     2    2019-04-23 21:54:55   0000206   Рубель   Великолесная   17     -1
          2019-04-23 15:41:38   0000967   Рубель     Полесская    58    -0.2   Приемлемое
          2019-04-23 09:44:05   0000954   Рубель      Заречная    29     -4
     3    2019-04-23 22:36:46   0000250   Рубель     Береговая     3    4.8    качество работы при
          2019-04-23 22:09:59   0000387   Рубель     Береговая    23    4.2    SNR от 10 до -20
          2019-04-23 06:45:50   0000515   Рубель    Богдановича    4    -0.5
          2019-04-23 19:56:28   0000508   Рубель    Богдановича    6    5.5
          2019-04-23 20:25:43   0000498   Рубель    Богдановича    8      5
          2019-04-23 19:39:35   0000770   Рубель    Богдановича    1     -3
     4    2019-04-23 15:44:05   0000776   Рубель    Богдановича    5    4.2
          2019-04-23 19:55:35   0000504   Рубель    Богдановича    9    -0.5
          2019-04-23 19:50:45   0000516   Рубель    Богдановича    7    3.8
          2019-04-23 19:07:09   0000594   Рубель    Богдановича    3    -1.5
          2019-04-23 21:51:58   0000224   Рубель   Молодежная     16    4.5
          2019-04-23 22:20:59   0000162   Рубель   Молодежная      6    5.2
          2019-04-23 23:07:20   0000141   Рубель   Молодежная     13    1.8
     5    2019-04-23 23:18:31   0000987   Рубель   Молодежная      2    8.8
          2019-04-23 22:23:53   0000405   Рубель   Молодежная      7      3
          2019-04-23 21:52:04   0000242   Рубель   Молодежная     10    8.8
          2019-04-23 21:12:10   0000117   Рубель   Молодежная      1      4
Эффект от внедрения

   По нашей оценке, внедрение системы дистанционного
   считывания показаний счетчиков газа, а также управления
   устройствами телематики ГРС приведет к:
    снижению эксплуатационных затрат оператора на сверку
      показаний счетчиков боле, чем на 90%;
    уменьшению затрат на эксплуатацию объектов, улучшению
      качества прогнозирования и устранения аварийных ситуаций
      более, чем на 15%;
    уменьшению потерь от аварийных утечек,
      несанкционированного отбора, вмешательства в работу
      средств учета и воровства более, чем на 80%;
    повышению уровеня квалификации обслуживающего
      персонала и уменьшению доли ручного труда;
    повышению безопасности эксплуатации и прогнозирования
      аварийных ситуаций;
    повышению уровня дисциплины платежей населения на 7%,
      что приведет к повышению рентабельности оператора ГРС.
Вы также можете почитать