Отличительной чертой современных комплексов автоматизации является большое разнообразие применяемых периферийных устройств (датчиков, извещателей, оповещателей, интеллектуальных исполнительных механизмов и т. д.) различных производителей. В связи с этим приобретает важность вопрос о совместимости между собой изделий различных производителей по протоколам связи. В качестве протокола на полевых интерфейсах связи RS-485 наибольшее распространение получил MODBUS-RTU. Это несложный протокол передачи данных, не требующий больших вычислительных ресурсов и, соответственно, его применение не увеличивает себестоимость конечного изделия. Одновременно, протокол позволяет передавать до 128 кБайт общих данных с одного конечного устройства, что является достаточно большим запасом по информационной емкости. Этим и объясняется ориентация различных производителей периферийных устройств на данные интерфейс и протокол связи.
o Однако наряду с преимуществами, для построения обширной и разветвленной сети передачи данных, MODBUS-RTU имеет ряд недостатков:
o Классический протокол MODBUS подразумевает наличие только одного MASTER-устройства, который опрашивает группу SLAVE-устройств. Данный принцип делает сегмент сети однозадачным (работа только на одно устройство верхнего уровня) и обеспечивает только однонаправленную передачу информации.
Для устранения этого недостатка в рамках протокола MODBUS разработан механизм взаимной синхронизации MASTER-устройств, работающий в одном сегменте сети. Механизм работает без арбитра (устройства, выполняющего функции центрального управления), что делает данный сегмент сети устойчивым при частичном повреждении (выходу из строя одного из MASTER-устройств). Таким образом, обеспечивается как многозадачность работы, так и резервирование (а следственно и надежность) элементов и путей опроса распределенных периферийных устройств. При всех преимуществах данное решение полностью сохраняет совместимость «снизу-вверх» с устройствами, работающими по классическому протоколу MODBUS.
o
o Максимальное расстояние 1200 метров и максимальное количество 255 устройств в линии. Этого недостаточно для построения больших систем сбора информации. В связи с этим возникает необходимость разбиения сети передачи данных на сегменты, и как следствие, обеспечение трансляции данных между сегментами.
Для решения данной задачи разработаны специальные контроллеры связи, имеющие два и более интерфейса с технологией мульти-MASTER, а также функцию «транспорт», благодаря которой осуществляется двунаправленный транзит пакетов данных между различными асинхронными сегментами сети. Данная функция позволяет строить сети типа «кольцо», «многосегментная звезда», «паутина», обеспечивается ретрансляция (усиление) в линиях связи большой протяженности. Необходимо отметить, что транзит данных возможен через группу разных подсетей по управляемому для каждого пакета «пути», что позволяет реализовывать обмен данными по основным и резервным линиям, а также диагностировать места обрывов кабелей связи при полном сохранении работоспособности всего комплекса. При этом, транзит данных происходит с контролем достоверности, без анализа содержащихся данных, что обеспечивает универсальность системы при использовании устройств с различными модификациями протокола MODBUS и проведении работ по диагностики комплекса.
Кроме того, данные контроллеры выполняют функцию концентрации данных, что позволяет существенно увеличить общую скорость сбора больших объемов информации в многосегментных сетях передачи данных.
Таким образом, достигается некий баланс в способах сбора/передачи информации:
o технологическая информация (сигнализация, управление и т. д.), необходимая для работы комплекса автоматизации, передается с применением концентраторов, что позволяет существенно уменьшить «время реакции» всей системы на какие-либо технологические ситуации;
o сервисная и диагностическая информация (журналы событий, различные диагностические запросы) востребована в более редких случаях и передается менее быстрым, но более универсальным методом (с применением функции универсального транзита данных), не перегружая собой технологические контроллеры.
Микропроцессорный комплекс автоматики пожаротушения КТС-2000, реализованный на основе цифровой обработки сигналов и сетевой архитектуры организации информационного обмена, имеет ряд принципиальных достоинств, что делает его применение экономически и технически оправданным. К числу этих достоинств можно отнести следующее:
· Возможность построения адресной системы охранно-пожарной сигнализации с применением любых неадресных извещателей и датчиков;
· Экономия кабельной продукции и затрат на проведение СМР;
· Снижение эксплуатационных затрат (ЗИП, РЭН, обучение персонала) за счет применения унифицированного оборудования;
· Возможность расширения зон контроля без дополнительного наращивания оборудования верхнего уровня;
· Возможность проведения поэтапной реконструкции основного оборудования при сохранении функций контроля и управления на действующих объектах;
· возможность интегрирования АСПТ в существующие и проектируемые САУ без использования дополнительного оборудования;
· возможность выбора «Заказчиком» «ядрового» ПЛК (Fanuc, Modicon, Siemens, Boxer, Lippert, Advantec) из состава включенных в КТС-2000 для сохранения архитектуры построения АСУ ТП предприятия.
· Обеспечение высокой степени информационной безопасности за счет разграничения прав доступа и защиты от несанкционированного изменения (повреждения) встроенного программного обеспечения.
Отличительной особенностью систем автоматики пожарообнаружения и управления пожаротушением является низкая вероятность возникновения событий, что накладывает повышенные требования по обеспечению надежности элементов системы и развитой структуры диагностики состояния готовности исполнительных устройств к восприятию управляющих сигналов.
Анализ отказов систем АПТ по результатам эксплуатации КТС-2000, внедренных в 2001-05 гг., показывает, что наиболее слабым звеном системы являются извещатели пламени сторонних производителей (свыше 80% от общего кол-ва отказов). В целях повышения надежности систем пожарной безопасности, в 2005 г. завершена разработка и поведена сертификация цифрового извещателя пламени ИП 329/330 «Синкросс».
Применение высококачественных спектральных сенсоров ИК и УФ диапазонов, цифровой логической обработки сигналов позволило избавиться от недостатков, характерных для ИП, применяемых ранее для обнаружения очагов возгорания. Наряду с высокой помехоустойчивостью к воздействию электромагнитных, световых, механических (вибрационных) факторов ИП 329/330 «Синкросс» обладает высокой чувствительностью по обнаружению тестовых очагов пламени (ТП-5,ТП-6, древесина, масло турбинное и т.д.)
Важной особенностью ИП329/330 «Синкросс» является наличие функции видеорегистрации аварийных событий с передачей видеокадров по интерфейсу RS-485 в протоколе ModBus RTU на монитор диспетчера. Встроенные функции контроля запотевания, подогрева и чистоты оптики делают возможным применение извещателя в помещениях и на открытых площадках категорий В1-А и В1-Г при температурах воздуха от -40 до +75 град С. Наличие видеоматрицы позволяет задействовать опцию детектора движения в контролируемых зонах.
При разработке извещателя ИП 329/330 учитывались конкретные условия эксплуатации на предприятиях нефтегазовой отрасли, такие как нестабильность напряжения питания, промышленные помехи (часто превышающие нормативные значения), температурный диапазон, вибрация, оптические помехи (сварка, световые блики) и т.п. Извещатель передает информацию различными способами (проводной интерфейс, радиоканал, оптоволокно).
Применение в составе систем пожарной сигнализации и оповещения разработанных и серийно выпускаемых тепловых пожарных извещателей ИП101/ТС, ИП101/ДС, светодиодных оповещателей СДПО и извещателей пламени ИП 329/330 практически исключило влияние ложных срабатываний и отказов АСПТ на базе КТС-2000.
Предприятие «Синкросс» имеет восемнадцатилетний опыт сотрудничества с различными отраслями промышленности в вопросах оснащения производства системами автоматизации и контроля параметров технологических процессов, системами противопожарной безопасности и охраны объектов. Начиная с 2000 года реализовано более 250 проектов на предприятиях АК «Транснефть», ОАО «Газпром», ТНК-БП, Роснефть, МО РФ и т. д.. Значительные средства вкладываются в разработку новых изделий и модернизацию выпускаемой продукции с целью повышения эксплутационных и технических характеристик.
Заканчиваются промышленные испытания модернизированного контроллера К-2000М. Применение нового цветного сенсорного дисплея наряду с мощным IBM совместимым промышленным вычислителем значительно повысит видеографические и технические возможности контроллера. Применение модернизированного контроллера К-2000М позволит не только увеличить количество и диапазон регистрируемых параметров, но и обеспечить формирование аварийных и предупредительных сигналов при достижении значений контролируемых параметров величин предельных уставок;
С 2008 года серийно производится система охраны периметра (СОП) на базе КТС-2000, предназначенная для охранной сигнализации, формирования тревожных извещений, контроля и управления доступом, позволяющая строить территориально распределенные системы малых и средних объектов (ГРС, подстанции, и т.д.). СОП обеспечивает выполнение функций взятия объекта на охрану и снятие с охраны, отображения информации на ЖК-дисплее, диагностики состояния входящих в систему элементов, контроль состояния зон, формирование сигналов звукового и светового оповещения, регистрацию и хранение событий, передачу сигналов в систему ТМ, контроль доступа с помощью считывателей карт, блокировка помещений и управление доступом с применением электрозамков.
В настоящее время проводится работа, направленная на создание универсальных систем безопасности, ключевым звеном которой должен стать извещатель, обеспечивающий комплексную безопасность объектов – охранный и пожарный контроль, видеонаблюдение и др. Этот извещатель оснащен системой беспроводного обмена данными, что существенно облегчает монтаж и дальнейшую эксплуатацию.
На предприятии заканчиваются работы по созданию датчика – газоанализатора. Новый прибор сочетает высокую чувствительность при сохранении небольших размеров и широкий температурный диапазон эксплуатации, что позволяет использовать его в труднодоступных местах, например под кожухом турбинного агрегата.
Производством этих извещателей предприятие замыкает проблемы создания универсальных систем безопасности взрывоопасных производств. Назначение такого комплекса – интеграция систем безопасности различного назначения в единую АСУПБ, выполненную на одной технической платформе и объединяющую такие функции, как пожарная, охранная безопасность, видеонаблюдение, контроль доступа, а также защита периметра территории.
Технические возможности и характеристики комплекса технических средств КТС-2000, позволяют его применение не только в системах противопожарной безопасности, но и при построении систем автоматического контроля и управления технологическими процессами производств.