Технологии


Автоматизированная система управления технологическим процессом защиты стальных подземных газопроводов от электрохимической коррозии (АСУ ЭХЗ )

Автоматизированная система управления средствами ЭХЗ металлических газопроводов сети газораспределения состоит из станций катодной защиты нового поколения "Тверца-900" и рабочего места диспетчера с соответствующим программным обеспечением.
Обмен данными между СКЗ и диспетчером происходит по GSM каналу.

Схема управления средствами ЭХЗ

Станция катодной защиты - СКЗ "Тверца-900"

СКЗ
Назначение СКЗ "Тверца-900" предназначена для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозионной агрессивности грунтов и опасного влияния блуждающих постоянного и переменного токов.

Технические характеристики:
Номинальная выходная мощность, Вт 900
Напряжение питания, В при 50 Гц 170-245
Номинальное выходное напряжение, В 0-60
Номинальный ток защиты, А 15
КПД в номинальном режиме, % не менее 82
Наработка на отказ, час 30 000
Пределы регулирования выходного тока, % 3-100
Точность поддержания защитного потенциала, % 2,0
Точность поддержания защитного тока, % 2,0
Срок службы установки, лет, не менее 10
Габаритные размеры, мм 125*200*400
Масса, кг 15
Температура окружающей среды, °С от -40 до +40
Степень защиты от воздействия окружающей среды, не ниже IР40 по ГОСТ 14254-96

Режимы работы:
1. Автоматическая стабилизация заданного выходного тока от 500 мА до 15А / 30А с ограничением максимального напряжения до 60В.
2. Автоматическая регулировка выходного тока для поддержания заданного потенциала относительно электрода сравнения длительного действия.
3. Ручная установка выходного тока катодной станции с шагом 500 мА по уровню защитного потенциала, измеряемого переносным вольтметром относительно электрода сравнения.
4. Дистанционная установка выходного тока катодной станции с помощью GSM модема для поддержания заданного потенциала относительно электрода сравнения длительного действия.

Конструктивные решения
С целью повышающие эффективности применения станций катодной защиты "ТВЕРЦА-900" при защите подземных стальных трубопроводов от коррозии приняты следующие конструктивные решения:
1. Наличие телеметрии и телеуправления через встроенный GSM-модем.
2. Использование импульсного преобразователя, корректора мощности и помехоподавляющего фильтра позволило достигнуть:
высокого КПД станции (более 82% во всем диапазоне мощностей);
высокого коэффициента мощности (более 0.95);
отсутствие искажений питающей сети;
широкого диапазона входного напряжения сети (170…245 В);
существенного снижения массы и уменьшения габаритов станции.
3. Применение специального диэлектрического материала с уникальной теплопроводностью позволило использовать корпус станции в качестве радиатора для теплонапряженных элементов, что, в свою очередь, привело к уменьшению массогабаритных характеристик станции при расширении температурного диапазона работы станции.
4. Применение встроенного алфавитно-цифрового четырехстрочного жидкокристаллического индикатора со встроенной подсветкой обеспечило высокую информативность отображения режима работы станции и интуитивно понятный интерфейс при любом освещении.
5. Наличие двух контуров обратной связи аппаратного (для мгновенной стабилизации тока) и программно-аппаратного (АЦП, инструментальный усилитель, микропроцессор, цифровой потенциометр) позволило:
обеспечить защиту станции от короткого замыкания на выходе, обрыва нагрузки и перегрева;
использовать станцию для стабилизации защитного потенциала;
использовать станцию в зонах со значительными блуждающими токами;
компенсировать изменение электропроводности грунта и истощение защитного электрода.
6. Наличие микропроцессорного управления позволило:
осуществлять интеллектуальную диагностику режима работы станции;
осуществлять отсылку SMS-сообщения оператору при возникновении внештатных ситуаций;
организовывать каскадирование двух станций (параллельное подключение) с общим управлением режимом работы.

Станция катодной защиты - СКЗ «Тверца-900 каскад»

Особенности
- Каскадное подключение двух преобразователей "Тверца-900".
- Управление с одной (ведущей) станции;
- Реализованы все функциональные возможности СКЗ "Тверца-900".
- При использовании станции в режиме стабилизации защитного потенциала измерительный электрод подключается к головному (неподчиненному) преобразователю.


Станция катодной защиты - СКЗ «Тверца-3000»

Особенности
- Амплитуда токов через силовые транзисторы одинакова как для режима номинальной нагрузки, так и для режима короткого замыкания;
- Отсутствуют сквозные токи через силовые транзисторы;
- Использование гальванических развязок модулей станции.

Телеметрический блок измерения потенциала «БИП-01»

Назначение - измерение суммарного и поляризационного потенциала на трубопроводе и передаче данных измерений на диспетчерский пункт с использованием сетей сотовой связи.
Особенности
- Канал передачи данных – SMS GSM;
- Диапазон измерения потенциала 0 -3.5В;
- Герметичное исполнение;
- Широкий температурный диапазон (-40 +60)?С;
- Маленькие габаритные размеры и вес, позволяющие разместить блок в КИП;
- Поддержка работы блока в программе диспетчерского пункта для станций катодной защиты «Тверца-900», «Тверца-900-каскад», «Тверца-3000», «Тверца-ТМ»;
- Микропотребление. Время автономной работы блока от установленных элементов питания и ежедневной передачи информации не диспетчерский пункт не менее 1 года.

Блок телеметрии для СКЗ других производителей «Тверца-ТМ»

Назначение. Модуль обеспечивает получение телеметрической информации от СКЗ любых производителей, не имеющих блока телеметрии и передачи полученной информации на диспетчерский пункт по каналу сотовой связи GSM.
Особенности
Обеспечивает передачу более 10 основных параметров работы СКЗ. В их числе:
- номер СКЗ, дата выпуска, версия ПО и платы;
- величина выходного тока;
- величина выходного напряжения;
- величина защитного потенциала;
- короткое замыкание на выходе;
- обрыв нагрузки
- показания электросчетчика;
- температура контроллера;
- время наработки;
- время полезной работы;
Протокол передачи информации блока совпадает с протоколами станций катодной защиты “Тверца-900” и “Тверца-3000” и работает с той же программой для диспетчерского пункта.


Программное обеспечение
Обработка и отображение информации в подсистеме управления средствами ЭХЗ металлических газопроводов сети газораспределения осуществляется с помощью Комплекс GSM мониторинга станций катодной защиты Тверца 900 "Тверца монитор".
Основные возможности программы:
автоматический сбор SMS от станций катодной защиты Тверца 900;
адресный опрос СКЗ;
удалённый выбор режима работы станции - со стабилизацией защитного потенциала или со стабилизацией по току
оповещение (визуальное и звуковое) диспетчера об отклонении технологических параметров от заданных норм;
ведение журнала событий;
отображение текущих значений технологических параметров СКЗ;
удаленная настройка контролеров СКЗ;
формирование отчётов о состоянии СКЗ.

Интерфейс
В центральной части главного окна программы расположены поля, в которых отображается развернутая информация о выбранном событии. Название и расположение контроллера, состояние аналоговых и цифровых входов и времена возникновения и получения события.
В нижней части окна расположен список полученных от контроллеров событий. Критичные или важные события будут отмечены красным цветом, события, не несущие критичной информации - черным. Возможно быстрое переключение списков событий - "Все события" или "Важные события" путем выбора соответствующей закладки.
В левой части окна отображается текущий список внесенных в базу данных контроллеров. С помощью него производится выбор и опрос состояния всех или выбранных по желанию оператора контроллеров. Опрос осуществляется нажатием кнопки "Опросить состояние", расположенной в центре окна, на панели инструментов и в меню "Данные".

WEB-интерфейс
WEB модуль предназначен для просмотра состояния и управления оборудованием (станции катодной защиты , контроллеры измерения технологических параметров, блоки измерения потенциалов) производства ЭЛТЕХ в глобальной сети. Система работает совместно с программным комплексом GSM-мониторинга «Тверца-монитор».
Доступ может осуществляться в локальных и глобальных сетях. Для предотвращения несанкционированного доступа используется многоуровневая система предоставления прав.

Окна мониторинга параметров технологических объектов программы «Тверца монитор»



Внедрение
Система управления средствами ЭХЗ металлических газопроводов сети газораспределения в своём составе насчитывает более 600 объектов ЭХЗ, в том числе 400 СКЗ "Тверца-900", установленных на элементах газораспределительной системе г. Твери и области.