Диссертация (1137104), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Характеристика информационныхсредствХарактеристическая сущность «Сенсорная сеть» содержит общуюинформацию о состоянии автоматической телекоммуникационной системы сучетом информации об эксплуатационных характеристиках БМ и способовприема-передачи информации по сенсорной сети, атрибутами являются: номерзаписи, состояние сенсорной сети, скорость передачи данных, время реакциисети, объем информации по сети, режимы ожидания, продолжительность60работы БМ, частота опроса БМ, период передачи пакетов, период опросапакетов, время обработки пакетов, время фиксирования пакета, ограниченияобъема пакета, количество пакетов.Характеристическая сущность «Система мониторинга» содержит общуюинформацию о состоянии автоматизированной системы с учетом информации отехническом состоянии оборудования, причинах выхода из строя объектов ГТСи аппаратных средств СТС, с обеспечением управляющих воздействий,атрибутами являются: номер записи, состояние системы, состояние БМ, степеньриска, аварии, причины аварий, отказы на МГ, ошибки диагностики, журналсостояний, журнал управлений.Стержневая сущность «Отказы на МГ» содержит информацию похарактеристикам отказов и их последствий на ЛУ МГ, атрибутами являются:номер записи, номер участка МГ, частота возникновения, этап формирования,эффективность функционирования, влияние отказов, последствия отказов,время безотказной работы.Стержневая сущность «Степень риска» содержит информацию похарактеристикам степеней рисков, их оценке и степени последствий, методахзащиты, рекомендациях по принятию вариантов решений на ЛУ МГ,атрибутами являются: номер записи, частота, величина, последствия, показательриска, техническое состояние, режимы эксплуатации, опасности, методызащиты, оценка риска, варианты решений, рекомендации.Стержневая сущность «Аварии» содержит информацию об авариях,возникающих в результате эксплуатации ЛУ МГ, атрибутами являются: номерзаписи, пожар, взрыв, выброс газа, потеря герметичности, разрушения.Стержневая сущность «Причины аварии» содержит информацию опричинах аварий, возникающих в результате эксплуатации ЛУ МГ согласнотехническим условиям, атрибутами являются: номер записи, дефекты, бракстроительно-монтажных работ, наружная коррозия, механические повреждения,61стихийныебедствия,внешниевоздействия,бракизготовлениятруб,динамически напряженные зоны, нарушения режимов/условий эксплуатации.Стержневая сущность «Дефекты» содержит информацию о дефектах и иххарактеристиках, возникающих в результате эксплуатации ЛУ МГ, атрибутамиявляются: номер записи, номер трубы, длина участка МГ, местоположение,расстояние от шва, количество швов, дефекты труб, дефекты сварных швов,дефекты потери металла, вид коррозии, состояние изоляции, пропускнаяспособность, степень опасности.Характеристическая сущность «Мнемосхема» позволяет отображать наэлектронной топографической карте и технологической схеме информацию осостоянии технологического оборудования СТС на линейных участках МГ,атрибутами являются: номер записи, номер участка МГ, номер БМ, координатыустановки, положением от МГ, план трассы МГ, технологическая схема,электронная карта, номер ДУМ, номер ППУ, номер АИП, состояние БМ,состояние ДУМ, состояние ППУ, состояние АИП, состояние системы,состояние сенсорной сети.Стержневая сущность «Состояние» содержит информацию о техническихсостояниях аппаратных средств СТС, атрибутами являются: номер записи,утечка газа, работоспособное, неработоспособное, исправное, неисправное,отказовое, заменить, на замене, на диагностике, на поверке.Можно отметить, что сегодня достаточно разработанными в научном ипрактическом плане являются вопросы, связанные с разработкой средств иметодов диагностирования объектов ГТС, а также в области беспроводныхсенсорных сетей связи.
Которые в свою очередь, позволят связывать вопросыинтеграции диагностической информации с картографической, используя GPSкоординаты, для уточнения местоположения детекторов по обнаружениюутечек газа, и как следствие дефектов, с беспроводных технологиями передачиинформации, посредством единой телекоммуникационной системы контроля62утечек газа из ЛУ МГ, которая обеспечивает оперативное и быстроедиспетчерское соединение абонентов газотранспортной сети и осуществляя приэтом передачу информации на основе телекоммуникационных средств.В связи с этим в данной работе предусматривается комплексированиеэффективныхлокальныхустройствконтроляутечекгаза,телекоммуникационных средств связи и программного обеспечения в единуюсистему СТС КУГ из МГ, обобщенная схема приведена рисунке 2.5.Рисунок 2.5 - Обобщенная схема телекоммуникационной системыконтроля утечек газаУправление данной автоматической системой осуществляется на базетелекоммуникационныхиинформационныхтехнологий,позволяющихосуществлять сбор, обработку, анализ, отображение, распространение ипрогнозирование информации посредством программно-аппаратных средств наоснове баз данных, электронных карт и другой информации [17].63В результате телекоммуникационную систему контроля утечек газаможно разбить на три основных уровня управления: локальный, аппаратный,клиентский (рисунок 2.6).Локальный уровень – средства локального диагностирования, в видебеспроводногомодулясостоящегоиздетектораутечкиметана,радиопередающего устройства, автономных источников питания и всех ихсоставных частей.Рисунок 2.6 - Основные уровни управления СТС КУГАппаратныйуровень–телекоммуникационныесредства,осуществляющие передачу и прием информации по различным каналам связираспределенной сенсорной сети.64Клиентский уровень – программное обеспечение, включает в себя рядсерверных и клиентских компонентов, взаимодействующих между собой черезбазу данных, обеспечивающие прием, накопление, хранение, обработку,отображение, вывод, анализ и передачу информации, поступающей отразличного оборудования системы для принятия управленческих решений.Объектом диагностирования является ГТС, состоящая из 1, 2-х и болеениточных магистральных газопроводов, компрессорных станций, отводов,подземных хранилищ, компрессорных установок и других сооружений.
Впервой главе была дана подробная характеристика газотранспортной отраслиРФ как объекта диагностирования, а также был проведен анализ дефектов инарушений, характера и предпосылки их возникновения в результатеэксплуатации МГ.Схема архитектуры телекоммуникационной системы с учетом трехуровней управления представлена на рисунке 2.6. Сенсорная сеть состоит из 2ветвей с N количеством БМ, каждая ветвь охватывает половину расстояния доследующей и предыдущей компрессорной станции, при этом первый БМустанавливается вблизи ЭВМ, к которой подключается через USB.На каждом уровне управления реализованы свои функциональные задачи,основными являются:• обеспечение работы аппаратных и программных средств в различныхрежимах работы СТС;• передачаинформацииоттерриториальнораспределенныхБМустановленных вдоль магистралей для мониторинга обстановки на объектах;• автоматическое слежение за состоянием линейных участков МГ собнаружением утечек газа;• обнаружение и локализация мест повреждения газовой магистрали;• сбор, передача, отображения, хранения, обработка и анализ информации осостоянии оборудования и объектов ГТС;65• обеспечение эксплуатирующей организации информацией о состояниитехнических средств, в том числе об отказах в работе оборудования иавариях зарегистрированных СТС;Рисунок 2.7 - Архитектура СТС с учетом уровней управления•централизованное управление и принятие административных решений поконтролю утечек газа из ЛУ МГ;•экологический мониторинг окружающей среды и предупреждениечрезвычайных ситуаций;66•обеспечение взаимодействия между диагностическим оборудованием,телекоммуникационными устройствами, центральным диспетчерским пунктомпринятия решений посредством информационных технологий.Создание СТС КУГ на основе БМ для мониторинга техническогосостояния ЛУ МГ ГТС позволит спланировать работу ведомств и организацийгазотранспортной отрасли, объединить различные ресурсы и сконцентрироватьих на решение общей проблемы, обеспечение безопасной эксплуатации иповышение надежности функционирования.Главными преимуществами, которыми обладает СТС контроля утечекгаза из объектов ГТС, являются следующие характеристики: высокая точностьопределения местоположения дефектов; безотказность технических средств;малая погрешность вычислений; надежность и оперативность передачиинформации; работа в режиме реального времени; независимость от внешнихметеоусловий; масштабное покрытие территории прокладки магистрали;способностьюксамоорганизацииисамовосстановлению;защитыотнесанкционированного доступа; компактность устройств; простотой установки,настройки и обслуживания оборудования; длительный срок автономной работы.Эти качества выводят данную систему КУГ на более высокий уровеньсреди других систем диагностирования за технологическими объектамигазотранспортной сети, многократно увеличивая ее надёжность, точностьполучаемойинформации,экономическийэффектприэксплуатацииоборудования.Создание подобной СТС предполагает решение двух аспектов: первый изних – производственный, связан с обеспечением решения производственныхзадач газотранспортной отрасли посредством анализа информации, получаемойот локальных средств диагностирования, в виде детекторов по обнаружениюутечек газа; второй – коммерческий, при внедрении данной системы, хотя итребуются дополнительные денежные ресурсы на разработку и установку67средств диагностирования оснащенных уникальным набором аппаратуры вдольмагистралей, однако с другой стороны это способствует росту числапотребителей, которые будут использовать полученную информацию, а такжеприемлемой стоимостью услуг затраченных на обслуживание.Достоинство СТС КУГ из ЛУ МГ состоит в том, что она позволитавтоматизировать процесс сбора и обработки данных с территориальнораспределенной сети газотранспортных объектов, оснащенных средствамиконтроля утечек газа, приемо-передающими устройствами, использующимиразличныеканалысвязи,автономнымиисточникамипитания,соответствующим программным обеспечением, позволяющим отображать наэлектронной карте и технологической схеме текущее положение БМ и даватьоценку технического состояния объектов.Можно отметить, что сегодня в газотранспортной отрасли наблюдаетсяповышенный спрос на подобные многофункциональные и комплексныерешения, где мониторинг, безопасность и информационные услуги, могутосуществлятьсясиспользованиемсовременныхтелекоммуникационныхсредств, позволяющих обрабатывать и получать различную информацию вформатеединогоинтерфейсаиминимизировавприэтомвлияние«человеческого фактора» на принятие управленческих решений.2.3.
Структура распределенной системы контроля утечек газаСегоднябеспроводныесистемычащевсегоиспользуютсядлямониторинга параметров работы технологического оборудования, оценкеклиматических параметров на промышленных объектах ГТС. Однако интерес кприменениюБCC[7,10,90,114]длясбораипередачипоказанийсраспределенных датчиков, в частности по обнаружению утечек газа придиагностике МГ, в последнее время постоянно растает.
Поскольку такой подходпозволяет дистанционно осуществлять непрерывный контроль в режиме68реального времени с протяженных объектов, значительно сокращая затратывремени и средств на монтаж и последующее техническое сопровождениенедорогих и мало потребляющих устройств системы. Кроме того, сенсорныесети могут быть незаменимы для обеспечения контроля ТС устаревшего паркаМГ, представляющих особое внимание в связи с выработкой нормативногосрока эксплуатации этих объектов и невозможностью применения на них,например, таких современных средств диагностирования как внутритрубныеснаряды-дефектоскопы [18,25,47].На стадии технического проектирования, используя приложение AllFusionProcess Modeler r7 (ранее Bpwin) в формате IDEF0 [52,69,73,110], быларазработана функциональная структура модели СТС КУГ из ЛУ МГ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
