Dálkový přenos dat v rámci inspekce zařízení SKAO

Transkript

1 Dálkový přenos dat v rámci inspekce zařízení SKAO Ing. Břetislav Pipek, MBA 1) Ing. Libor Čagala 2) 1) TELE DATA SYSTEM spol. s r.o. 2) Severomoravská plynárenská, a.s. 16. workshop Praha, Konferenční centrum CITY 4. a 5. prosince 2007

2 Abstrakt: Přednáška se zabývá rozborem zkušeností z nasazování dálkových přenosů dat z řízených stanic katodické ochrany (ŘSKAO). Souhrnem zkušeností z dosavadního provozu sběru dat z těchto stanic. Návrhem automatického generování Hlášení o prohlídce 2. stupně z dálkově vyčtených dat. Dále pak možností nahrazení inspekcí kontrol 2. stupně stanic katodické ochrany (SKAO, ŘSKAO) dle TPG a ČSN EN dálkovým sledováním a monitorováním z dispečerského řídícího systému (SCADA). Dále popisuje využívanou konfiguraci počítačových pracovišť jak v rámci dispečerského řízení, tak pro pracovníky údržby SKAO s vazbou na hlášení, předávání a evidenci poruch. Summary: The paper offers an analysis of experience with remote data transmission from controlled cathodic protection stations (CCPS) and a summary of the experience gained in the operation of data collection from these stations so far. Design of the automatic generation of Second Level Inspection Reports from remotely read data. Options to replace second level inspections of cathodic protection stations (CPS) and CCPS under TPG and ČSN EN by remote monitoring from the dispatch control system (SCADA). The IT configuration used both in dispatch control and for CPS maintenance staff, with links to failure reporting, escalation and recording. Strana 2 (celkem 9)

3 Úvod Naše společnost začala s nasazováním ŘSKAO řízených stanic katodické ochrany s dálkovými přenosy již v roce 2000, kdy byla tato stanice přihlášena do soutěže o ZLATOU MEDAILI při MSV v Brně. Tato stanice byla připravena a navržena na základě průzkumu stavu na trhu v té době a hlavně na základě požadavků a představ zákazníků. K prvnímu nasazení dálkového přenosu pak došlo v druhé polovině roku 2000 v rámci stavby nového VTL plynovodu DN 500 Děhylov Kozmice a ŘSKAO Kozmice. Tato zakázka byla realizována pro SMP, a.s. Koncepce ŘSKAO Celý systém ŘSKAO zahrnuje signálový a komunikační řetězec od vlastní technologie až po nadřazený SCADA systém (TELEMAT-NT) typu Server - Klient. Server je v panelovém provedení průmyslového PC (rack) a je vybaven zálohovaným napájením (trvalý provoz). Jeho úkolem je zajištění pravidelného občerstvování signálové databáze. Klient, který je tvořen standardním kancelářským PC a realizuje vlastní dispečerské pracoviště. Je osvobozen od nutnosti trvalého provozu a lze jej zřídit prakticky kdekoli v dosahu počítačové sítě, popřípadě i vícenásobně. Komunikace mezi vlastními stanicemi aktivní protikorozní ochrany a serverem probíhá na základě GSM technologie. Od roku 2006 je používána komunikační technologie GPRS. Komunikace je nastavena na pravidelné relace s volitelnou periodou. Dále je možné vyvolávat mimořádné komunikační relace a to kdykoli na vyžádání z dispečerského pracoviště. Tyto mimořádné komunikační relace dokáže iniciovat i vlastní stanice protikorozní ochrany a to při aktivaci vybraných událostí alarmní povahy v technologii. Strana 3 (celkem 9)

4 Stanice protikorozní ochrany představují výkonovou řadu SKAO 300, 600, 1200 (300, 600 a 1200W). Koncepčně je řízená stanice katodické ochrany ŘSKAO řešena jako spojení programovatelného řídícího automatu (PLC) a regulovatelného výkonového zdroje stejnosměrného proudu, který je zapojen svým záporným pólem k chráněné podzemní ocelové konstrukci (plynovodu) a kladným pólem k anodovému uzemnění. Hlavním úkolem PLC automatu je udržovat velikost ochranného potenciálu (napětí mezi chráněnou konstrukcí a referenční elektrodou) na konstantní hodnotě prostřednictvím výstupního proudu výkonového zdroje (regulační algoritmus PID). Integrace PLC automatu dále umožňuje snímání a archivaci důležitých veličin protikorozní ochrany (ochranný potenciál, výstupní napětí, výstupní proud zdroje, spotřeba elektrické energie...) včetně vyhodnocování jejich mezních a poruchových stavů. Strana 4 (celkem 9)

5 Způsob a koncepce nasazování V létech 2001 až 2007 byly postupně nasazeny další ŘSKAO nového typu a rovněž byly na dálkové přenosy připojeny i některé stávající stanice, které toto dálkové monitorování umožňovaly. Tabulka postupného nasazování dálkových přenosů: Rok: počet stanic s dálkovým přenosem Strana 5 (celkem 9)

6 Ze strany provozovatele SMP, a.s. byla snaha osadit vždy především určitou část území a to především nejvzdálenější a nejhůře dostupné regiony. V první fázi byl proto zvolen region Šumperk a dále pak Opava, Nový Jičín, Karviná, Ostrava a Olomouc. Do konce roku 2007 bude osazen dálkový přenos na všech ŘSKAO VTL plynovodů SMP, a.s., což činí 174 ks. Tiskové sestavy V roce 2006 bylo pro provozovatele (SMP, a.s.) připraveno automatické generování tiskových sestav. Jako základ (vzor) byl použit běžně používaný formulář. Na základě tohoto vzoru byl připraven elektronický dokument, do kterého se automaticky generují (plní) hodnoty změřené v reálném provozu. Na základě dat změřených na stanici a přenesených do databáze se jednou za měsíc generuje Hlášení o prohlídce II. stupně stanice katodické ochrany. Ukázka elektronického formuláře: Strana 6 (celkem 9)

7 Uživatel po spuštění aplikace zadá měsíc a rok, za který chce generovat hlášení. Aplikace vybere z databáze data za zadaný měsíc a z nich do dalšího zpracování propustí záznamy, které splňují následující podmínky: Čas měření a čas archivace jsou shodné. Tím se z dalšího zpracování vyloučí záznamy hodnot, které nebyly změřeny v okamžiku archivace. Na stanici je totiž uchovávána poslední změřená hodnota, která se v nastavených intervalech přenáší do databáze. V případě poruchy měření na stanici je do databáze přenášena stále stejná hodnota. Čas měření je 23:00 hod. Je to poslední hodnota daného dne. Předpokládá se, že bude načtena i v případě technických problémů s přenosem dat, kdy je nutné opakované spojení a přenosy dat. V dalším zpracování se vypočítá minimální a maximální hodnota a průměr z veličin uvedených v protokolu, tj. výstupní napětí, výstupní proud a ochranný potenciál a počet dnů, ze kterých byly tyto hodnoty vypočítány. V případě, že počet takto zjištěných dnů neodpovídá počtu dnů v zadaném měsíci, je to uvedeno v poznámce. Uživatel může do poznámky zapsat i své vlastní poznámky a následně hlášení vytisknout, podepsat a uložit. Vytištěním se hlášení uzamyká a žádné další změny již nejsou možné. Uživatel má možnost si vytisknout i souhrnný přehled hodnot ve formě řádkové sestavy: Strana 7 (celkem 9)

8 Koncepce do příštího období Na základě požadavků na snížení nákladů na komunikaci je připravována archivace naměřených hodnot ve stanici Telemat L030 a další změny ve vlastnostech přenosů. V současné době se Hlášení o prohlídce generují jednou měsíčně. Každý den měsíce je reprezentován sadou hodnot uvedených v protokolu (výstupní napětí, výstupní proud a ochranný potenciál). Tyto hodnoty se musí jednou denně přenést ze stanice PKO. Toto uspořádání má některé nevýhody : nutnost volat na stanice pro tyto hodnoty minimálně jednou denně (vysoká cena hovorů) minimum hodnot pro výpočty minima, maxima a průměru při vyskytnutí výkyvu např. napětí nepřesné výpočty Vzhledem k těmto nedostatkům je přijatelnější varianta archivovat měřené hodnoty ve stanici tyto hodnoty přenést za určitý časový interval jednou, ale všechny v jednom bloku dat. Toto uspořádání má následující výhody: hodnoty jsou ukládány do archivu v uživatelem definovaném intervalu hodnoty jsou přenášeny v uživatelem definovaném termíny (např. jednou týdně), a jsou přenášeny v průběhu jednoho hovoru (nižší cena hovorů) větší přesnost výpočtů minima, maxima a průměru možnost eliminace výkyvů měřených hodnot možnost dalšího zpracování těchto hodnot (např. denní hlášení) Další změnou bude větší zapojení provozního dispečinku do procesu hlídání hlášení ze stanic PKO, kdy bude využita 24 hodinová operativita při vyhodnocování poruchových hlášení a překročení limitních stavů. Dispečer po příjmu tohoto hlášení v on-line režimu podá příslušnému zodpovědnému pracovníkovi zprávu a ten ji dále připraví prioritu a naplánuje (zkoordinuje) případný výjezd pracovní skupiny. Na dispečinku pak budou připraveny komplexní informace o stavu a chování sítě protikorozní ochrany sítě a to pro jakéhokoli uživatele na počítačové síti. Strana 8 (celkem 9)

9 Použité zkratky MSV ŘSKAO KAO SMP, a.s. PLC Mezinárodní strojírenský veletrh Brno řízená stanice katodické ochrany katodická ochrana Severomoravská plynárenská, a.s. programovatelný logický automat (z anglického Programmable Logic Controller) Strana 9 (celkem 9)