Схемы возможного импортозамещения контроллеров в системах АСУ ТП компрессорных станций газопроводов (стр. 2 )

Модульные контроллеры SIMATIC S7-400 предназначены для решения сложных задач автоматизации технологических процессов во всех отраслях промышленности.

Наличие большого перечня модулей (носителей, центральных процессов, коммуникационных процессоров, функциональных модулей, сигнальных модулей) позволяет выбрать оптимальную по показателю производительность/стоимость конфигурацию контроллера.

Для программирования применяются полнофункциональный язык программирования STEP7 и дополнительные инжиниринговые пакеты.

ПК S7-400FH (модификация) являются резервированной системой безопасного управления, в которой технологические аварийные ситуации сопровождаются переводом оборудования в безопасном состоянии даже в случае отказа ЦПУ, путем перевода функций безопасного управления и безопасного останова с отказавшего на резервный ПК.

В системах, построенных на основе ПК S7-400FH, допускается комбинированное применение компонентов отказоустойчивых систем с компонентами стандартного исполнения. Это позволяет создавать системы автоматического управления нефтегазоперерабатывающих предприятий, выполняющих функции стандартного управления по отношению к одной функции безопасного управления по отношению к другой части технологического оборудования.

Система включает в свой состав 2 центральных процессора CPU 41х-41 с runtime лицензиями,2 линии PROFIBUS –DP, дублированные станции распределительного ввода-вывода ET 200М, сигнальные модули отказоустойчивых систем SM3261336.

Каждая станция ЕТ 200М комплектуется двумя резервными интерфейсными модулями IM 153-2

Основные характеристики контроллеров семейства SIMATIC S7-400 приведены в табл. №3

Таблица №3

Наименования Процессоры	Характеристики	Цена Евро (Германия)
CPU 412-2	Объем памяти 2х72кб Кол-во периферии D1/D0 – 32768 A1/A0 –2048 интерфейсы MPI/DP	1968
CPU-416-3	Объем памяти 2х1,6 Мгб Кол-во периферии D1/D0 – 131072 A1/A0 –8192 интерфейсы MPI/DP + 2хDP	8565
CPU 417-44	ОЗУ 4 Мгб/до 20 Мгб D1/D0 131072/131072 A1/A0 8192/8192	11190
Дискретный ввод SM –421	32х24VDC 32х120VAC	245/446
Дискретный SM –431	32х24VDC / 0,5A 16х230VAC/5A	360/411
Аналоговый ввод SM – 431	16х15 бит	1599
Аналоговый выход SM 432	8х0-10V-20mA, 13 бит	799
Коммуникационный процессор	IM 467 для PROFIBUS-DP	950

Многофункциональные станции распределенного ввода-вывода SIMATIC-ET 200M/S/ используются для систем SIMATIC S7 – 300(400) с интерфейсом PROFIBUS-DP.

Центральный контроллер способен обращаться по сети PROFIBUS-DP к входам и выходам станции ЕТ-200 точно так же, как и к входам–выходам своих собственных модулей ввода-вывода.

Обширный спектр модулей различного назначения позволяет оптимальным образом адаптировать станции ЕТ-200для решения широкого круга задач автоматического управления.

Станция позволяет размещать до 64 модулей различного назначения с общим адресным пространством ввода-вывода 128 байт. Скорость передачи информации по сети PROFIBUS-DP – 12 Мбит/сек.

Интерфейсный модуль IM151 используется для подключения станций ЕТ200S к сети PROFIBUS-DP. Он позволяет организовать обмен данными с ведущим сетевым устройством.

В составе станций распределенного ввода/вывода ЕТ-200 используются пускатели стандартного исполнения с автоматическим выключателем и контактором для коммутации нагрузки мощностью до 5,5 кВт.

Недостатком при покупке контроллеров SIMATIC является их высокая стоимость (к цене прибавляются таможенные издержки и НДС), отсутствие русифицированной документации, сложности при программировании и эксплуатации на предприятиях в регионах России.

1.3. Обзор и анализ программного обеспечения, используемого в АСУ ТП компрессорных станций газопроводов

В качестве программного обеспечения для систем автоматизации газоперекачивающих станций использовались программные комплексы Factory Suite (SCADA – система InTouch) известной американской фирмы Wonderware, FIX фирмы Intellution и Cimplicity для оборудования GE Fanne.

InTouch внедрена на газокомпрессорной станции “Несвиж” со средствами автоматизации фирмы РЕР.

SCADA – система FIX эксплуатируется на объектах в «Сургутгазпроме», «Надымгазпроме», «Уренгойгазпроме», «Волготрансгазе» и др.

Описание состава и возможностей этих импортных пакетов даны в Приложении №2.

Практически возникают значительные сложности в обучении и освоении российскими специалистами данных программных комплексов.

Из прайс-листов (Приложение ) видно, что цена этих всемирно известных программных продуктов очень высока.

Кроме того, в составах пакетов отсутствуют драйверы для работы с отечественными программируемыми контроллерами.

2. Исследование возможностей и условий замены импортных контроллеров в АСУ ТП компрессорных станций газопроводов на контроллеры отечественного производства на импортной элементной базе.

Сегодня ситуация с производством высоконадежных технических средств автоматизации кардинально изменилась. Лучшие российские производители ПЛК успели «подтянуться» по функциональным (в т. ч. надежностным) показателям к западным производителям аналогичной продукции. Во многом это объясняется тем, что потребители рынка средств автоматизации вынуждают производителей унифицировать аппаратно - программные средства. «Вырисовывается» унифицированный ряд ПЛК, обладающий обязательным набором устройств ввода-вывода, стандартными сетевыми возможностями и другими важнейшими технологическими показателями.

Спектр продукции, предлагаемой сегодня, чрезвычайно широк. В табл. № 4 приведены некоторые характеристики ПЛК различных фирм, наиболее распространенных в России.

В четырех последних строках указаны параметры для модулей дискретного ввода-вывода. Все они построены по магистрально-модульному принципу, монтируются на панель или DIN-рейку, работают от напряжения +24 В, поддерживают протоколы обмена Fieldbus, имеют широкий набор модулей.

Как видно из таблицы №4, контроллеры имеют равные функциональные возможности, близкие технические и эксплуатационные характеристики и даже почти одинаковые размеры.

Интенсивно происходит унификация технологий производства ПЛК, систем их программирования, взаимодействия со SCADA- системами.

При этом «новое» оборудование легко стыкуется со «старым», имеет для этого необходимые средства.

Таблица №4

Тип ПЛК	SISMAC CQM-1	SISMAC C2000H_	SMART-2	ADAM 5510	SIMATIC S7-300	DL 205	SLC 500	DCS 2000	Decont - 182	МФК
Фирма производит.	Omron	Omron	PEP	Advantech	Siemens	PLCDirect	Allen-Bradley	Эмикон	ДЕП	ТЕКОН
Страна	Япония	Япония	Германия	США	Германия	США	США	Россия	Россия	Россия
Диапазон температур (С)	0 + 55	0 + 55	- 40 +80	-10 +70	-25 +60	0 +60	0 +55	-25 + 85	-40 + 70	5 + 50
Влажность воздуха (%)	10-90	10-90	5-95	5-95	5-95	5-95	5-95	5 - 90	5 - 90	5 - 90
Гарантийный срок (лет)	3	3	2	1	1	1	1	3	2	2
Кол-во модулей в каркасе (шт)	До 11	3/5/8/10	До 14	4	До 8	3/4/6/9	4/7/10/13	9	9	12
Кол-во каналов в модуле	8/16/32	8/16/32/64	8	16	8/16/32	4/8/12/16	8/16/32	8/16	8/16	8
Размеры модуля (мм)	110/32/107	130/32/118	78/31/75	110/31/75	125/40/120	90/28/75	140/35/145	77/40/88	80/40/90	80/40/90
Вес модуля (гр)	160-230	180-300	40-70	65-95	190-300	65-80	190-300	100-200	100-200	100-200
Мощность потребления (Вт)	0,85-1,2	0,24-1,3	0,1-0,27	0,25-0,3	0,6-2,0	0,5-1,0	0,5-2,2	0,5 – 1,0	0,5 – 1,0	0,5 – 1,0

2.1. Российский опыт импортозамещения контроллеров в АСУ ТП

В настоящее время в различных АСУ, в различных отраслях используются отечественные контроллеры (см. табл. №5):

Таблица №5

Тип контроллера	Фирма-разработчик	Фирма-интегратор-поставшик
Р-130	ЗЭиМ	ЗЭиМ
КРОСС	ЗЭиМ - РТСофт	ЗЭиМ
Ителлектуальный блок-шлюз	ЗЭиМ - РТСофт	ЗЭиМ
МФК	ТЕКОН	ТЕКОН
ТКМ51	ТЕКОН	ТЕКОН
ТКМ52	ТЕКОН	ТЕКОН
Микроконт-Р2	Системотехника	Системотехника
М90	Клинкманн	Клинкманн
Ломиконт ТМ	Электроприбор	Электроприбор
Щ9327	Сенсорика	Сенсорика
M1F-BASE	Tornado	Tornado
Эмикон 2000	Эмикон	Эмикон
DCS2000	Эмикон	Эмикон
TreiSB	Trei GMBH	КРУГ
Decent 182	ДЭП	ДЭП

Российские промышленно-технологических комплексы (ПТК) на базе отечественных и импортных контроллеров заменили импортные ПТК в следующих отраслях (см. табл. №6).