image
energas.ru

Газовая промышленность № 5 2017

Охрана труда и промышленной безопастности

01.05.2017 11:00 ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА «УПРАВЛЕНИЕ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ»
Целью данной статьи является информирование специалистов предприятий газовой отрасли об основных проблемах и способах их устранения при разработке, внедрении и эксплуатации современных инструментов управления автотранспортными потоками, таких как программно-аппаратный комплекс ООО «Газпром добыча Астрахань» «Управление автотранспортными потоками на опасных производственных объектах». Статья описывает мероприятия, реализация которых оптимизирует использование информационных и технических ресурсов между производственным персоналом при управлении автотранспортными потоками (УАТП). Авторами изложены особенности применения отдельных модульных компонентов, используемых при контроле показателей эксплуатации технологического транспорта и спецтехники, приведены способы повышения уровня информационной безопасности при эксплуатации систем ГЛОНАСС/GPS. Дополнительно раскрыт ряд управленческих решений, позволивших повысить отказоустойчивость комплекса и надежность генерируемых отдельными модульными компонентами потоков информации, расширить границы применения технологии ГЛОНАСС/GPS при эксплуатации опасных производственных объектов.
Ключевые слова: УПРАВЛЕНИЕ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ, ОПАСНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ, ООО «ГАЗПРОМ ДОБЫЧА АСТРАХАНЬ», ГЛОНАСС, ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ТРАНСПОРТНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ.
Открыть PDF


В ООО «Газпром добыча Астрахань» с 2011 г. внедрен и эксплуатируется программно­аппаратный комплекс «Управление автотранспортными потоками на опасных производственных объектах» (УАТП ОПО), который охватывает 1100 ед. автотранспортных средств предприятия и основан на использовании технологии ГЛОНАСС/GPS. Комплекс включает 185 автоматизированных рабочих мест (АРМ) и рассчитан на 345 удаленных пользователей. Регистрация и передача информации с аналоговых и цифровых датчиков по контролю и объективному анализу 19 показателей работы каждой единицы техники производится каждые 30 с, таким образом ежегодно в системе совершается свыше 250 тыс. транзакций. Функционирование УАТП ОПО синхронизировано с тремя информационно­управляющими системами предприятия экономического (системы бухгалтерского учета и бюджетирования) и производственного (система контроля газовой безопасности) направлений.

1_1_10.png

Помимо значительного экономического эффекта внедрение комплекса повысило качество контроля за соблюдением требований промышленной, газовой, информационной и транспортной безопасности, увеличило уровень взаимодействия линейных служб и производств, сократило нарушения при эксплуатации технологического транспорта и спецтехники (рис. 1).

Внедрение УАТП ОПО позволило решить практически все задачи добывающих и перерабатывающих структур предприятия в области управления автотранспортом, и весь транспортный парк предприятия, в том числе поступающая техника в рамках Программы по расширению использования компримированного природного газа в качестве моторного топлива на собственном транспорте организаций Группы «Газпром», включен в данную систему.

Наработанный опыт и результаты разработок, реализованных специалистами ООО «Газпром добыча Астрахань», нашли свое отражение в утвержденной в 2016 г. Программе оснащения транспортных средств дочерних обществ ПАО «Газпром» системой ГЛОНАСС/GPS, одной из основных целей которой явилась необходимость унификации применяемых программных и аппаратных решений в части автоматизации мониторинга автотранспорта организаций.

1_1.png

Ранее в статье [1] были описаны основные мероприятия, выполненные в рамках поэтапного внедрения программно­аппаратного комплекса.

В настоящей статье представлены опыт проектирования, методика расчета оптимального расположения элементов системы, нюансов применения конкретных образцов техники.

Так, одним из наиболее важных факторов при эксплуатации комплекса УАТП ОПО является соблюдение требований информационной безопасности. Изначально сервер телематики размещался в специализированном защищенном производственном помещении ООО «Газпром добыча Астрахань» и взаимодействовал с абонентским оборудованием, установленном на автотранспорте, через глобальную сеть Интернет, пользуясь услугами местных провайдеров. При этом сервер базы данных, расположенный в том же помещении, с установленной периодичностью направлял запросы к телематическому оборудованию по цепочке «Региональная сеть передачи данных ООО «Газпром добыча Астрахань» – Единая ведомственная сеть передачи данных ПАО «Газпром» – Межсетевой экран ПАО «Газпром» – глобальная сеть Интернет». В ответ по обратной цепочке в базу данных поступала информация, накопленная на телематическом сервере с момента последнего запроса.

1_1_1.png

В 2016 г. данное решение было пересмотрено в связи с вводом в действие новых требований ряда документов по информационной безопасности ПАО «Газпром».
В соответствии с Политикой информационной безопасности, Регламентом по организации доступа в сеть Интернет пользователей локальных вычислительных сетей (ЛВС) и выделенных автоматизированных рабочих мест (АРМ), Положением о порядке подключения вычислительных сетей дочерних обществ и организаций ПАО «Газпром» к Единой ведомственной сети передачи данных информационные ресурсы дочерних обществ должны осуществлять доступ в Интернет только через защищенные узлы доступа.

В результате реализованных мероприятий по переносу и настройке сервера телематики в демилитаризованную зону (Интернет­центр ПАО «Газпром») было обеспечено полное соответствие сетевой архитектуры УАТП ОПО требованиям информационной безопасности. Эксплуатация комплекса УАТП ОПО в соответствии с указанными требованиями является первоочередным и основополагающим условием для реализации других мероприятий по совершенствованию модульных компонентов системы.

1_1_2.png

Немаловажную роль в организации эффективной эксплуатации комплекса УАТП ОПО играет оптимизация размещения АРМ для линейного и функционального персонала при наличии внешних ограничений в правах доступа к генерируемой комплексом информации с учетом ресурсов предприятия: количества лицензий на программное обеспечение, коммуникаций и компьютерных компонентов [2].

Специалистами ООО «Газпром добыча Астрахань» было предложено решение, наиболее полно соответствующее требованиям к обеспечению производств и функциональных служб инструментами УАТП (рис. 2).

В первую очередь определены АРМ, являющиеся ключевыми для организации управления автотранспортным обеспечением на газовом комплексе. Инструментарий ключевых АРМ включает такие возможности, как:

  • управление всем автотранспортным потоком на газовом комплексе с единого рабочего места (используется в производственно­диспетчерской службе, подразделениях, управляющих транспортными потоками газоперерабатывающего завода и газового промысла, эксплуатационных службах транспортного управления);

  • использование всех функцио­нальных возможностей УАТП ОПО (аналитические таблицы и графики, маршруты движения транспорта, контроль событий и показателей комплекса);

  • осуществление специальных функций по обеспечению промышленной, информационной, транспортной и других видов безопасности.

В целях организации УАТП на линейном уровне использованы отдельные программные продукты, функционал которых разработан с учетом требований:

  • по УАТП в режиме реального времени;

  • разграничению доступа и классификации генерируемой информации;

  • использованию независимых доработанных инструментов картографии;

  • формированию аналитических форм отчетности (в том числе с использованием данных производственного и бухгалтерского учета).

Благодаря созданию нескольких программных инструментов, использующих функциональные возможности и интерфейс, разработанные под специфические требования отдельных групп пользователей, стало возможным устранение дублирующих функций подразделений с сохранением возможности УАТП на всех уровнях производства.

1_1_3.png

В целом внедренный комплекс УАТП ОПО в ООО «Газпром добыча Астрахань» представляет совокупность отдельных модульных компонентов, связанных между собой с помощью различных интерфейсных механизмов, взаимодействие между которыми осуществляется в автоматическом режиме (рис. 3).

Одним из ключевых элементов комплекса является система сбора первичной информации о местонахождении автотранспорта в заданном интервале времени (рис. 4). Она объединяет абонентские терминалы и группы датчиков, установленных на автомобильной технике, а также сервер телематики, управляющий процессом сбора и накопления информации о передвижении автотранспорта в виде телеметрических показателей [3].

Среди всего набора характеристик абонентских терминалов можно выделить те, которые существенно влияют на надежность и функциональность разрабатываемых в газовых компаниях систем:

  • наличие внутренней энергонезависимой памяти – наличие данного свойства у бортового блока позволяет накапливать и передавать значения показателей работы (координат, времени, состояния датчиков, результатов самодиагностики) в случае отсутствия сигнала связи с передвижным источником. Данная характеристика особенно важна в условиях недостаточного приема сигнала сотовой связи (например, возле эстакад, путепроводов, на удаленных территориях) [4];

  • применение поддерживаемых абонентскими терминалами интерфейсов и возможность подключения к ним дополнительного оборудования – в составе комплекта абонентского терминала с помощью соответствующих датчиков должны быть реализованы возможности контроля положения дверей кабины, состояния двигателя, уровня моторного топлива в заправочной емкости и цистерне и других показателей работы автотранспорта. Решения, предлагаемые изготовителями абонентских терминалов, должны учитывать возможное ужесточение требований законодательства в сферах промышленной и транспортной безопасности, безопасности дорожного движения и позволять интегрировать данные от различных источников информации (например, цифровых тахографов).

В качестве дополнительных в ходе эксплуатации УАТП ОПО были применены два вида датчиков: расхода и уровня топлива. Первые предназначены для измерения расхода в двигателях автомобиля, использующих топливо кинематической вязкости 1,5–6,0 мм2/с. Принцип работы прибора основан на измерении объема среды, протекающей через измерительную камеру расходомера. Топливо поступает
в измерительную камеру через входное отверстие и поворачивает кольцо камеры. Один оборот соответствует протеканию через расходомер объема топлива, равного объему измерительной камеры, и сопровождается генерацией одного импульса. Подсчет числа импульсов и их перевод в единицы объема осуществляется микропроцессором электронной платы или внешним регистрирующим устройством. Пример схемы установки датчика представлен на рис. 5.

1_1_4.png

На транспортных средствах (ТС) ООО «Газпром добыча Астрахань» в 2010 г. были установлены датчики расхода топлива двух типов – однокамерные (DFM 90, DFM 220) и двухкамерные (DFM 77). Недостатком однокамерных расходомеров в сравнении с двухкамерными является отсутствие учета обратного потока топлива, поступающего в бак при стандартной схеме подключения. Вследствие указанной причины измеренное датчиком количество израсходованного топлива рассчитывается неверно, так как в данном случае для вычисления расхода топлива из общего объема измеренного топлива необходимо вычесть объем топлива, поступившего обратно в бак. Для исключения данной погрешности расходомеры были подключены по схеме с «закольцовкой»: в данном случае поток топлива, который должен поступать обратно в бак, «закольцовывается» в топливную сеть после датчика расхода топлива.

1_1_5.png

Несмотря на указанные способы устранения недостатков, как однокамерные, так и двухкамерные датчики расхода топлива обладали другими существенными неустраняемыми недостатками, выявленными в ходе их эксплуатации, такими как:

  • отсутствие возможности определения заправок и сливов топлива;

  • схема подключения расходомера с «закольцовкой» не дает возможности подогрева топлива в баке, что негативно сказывается в зимний период на работе двигателя, а в летнее время приводит к перегреву топливного насоса высокого давления;

  • превышение допустимой погрешности измерения.

На основании изложенного в целях совершенствования подходов к учету и контролю расхода топлива специалистами предприятия предложено альтернативное (взамен использования однокамерных и двухкамерных датчиков расхода топлива) решение по совершенствованию аппаратного комплекса УАТП ОПО – внедрение датчиков уровня топлива (ДУТ).

ДУТ – высокоточный измерительный прибор, применяющийся для определения объема горюче­смазочных материалов (бензины, дизельное топливо, масла) в баках ТС и других емкостях. Используется в составе как систем контроля расхода топлива (контроль сливов и заправок), так и систем спутникового мониторинга транспорта (ГЛОНАСС) различных производителей.

Одним из основных компонентов ДУТ является емкостной измеритель уровня, выполняющий линейное преобразование данных уровня топлива в электрическую емкость, измеряемую электронным блоком. Электронный блок также выполняет температурную коррекцию и фильтрацию значений уровня. В датчике организована гальваническая развязка между цепями источника питания, сигнальными линиями и измерительной частью. В зависимости от модификации датчика считывание данных производится по последовательному цифровому (RS­232, RS­485), аналоговому или частотному интерфейсу.

По результатам внедрения ДУТ стало возможным получение значений новых показателей в УАТП ОПО:

  • количественных: остаток топлива в баке, фактический расход;

  • качественных: регистрация фактов заправок и сливов.

Внедрение ДУТ позволило реально повысить эффективность применения данных ГЛОНАСС, поскольку в системе появился дополнительный независимый источник сведений о заправках и фактических расходах топлива в баках автомобилей. Помимо этого созданные условия для контроля показателей фактического объема моторного топлива в заправочных емкостях технологического транспорта исключили вероятность вывоза с режимных объектов неучтенного моторного топлива.

По итогам эксплуатации комплекса в 2011–2013 гг. ООО «Газпром добыча Астрахань» столкнулось с проблемой выхода ДУТ из строя из­за немеханических воздействий (импульсных помех большой энергии). В целях исключения данной проблемы реализован ряд рационализаторских предложений.

ДУТ имеет стандартную степень защиты корпуса от воздействия окружающей среды. Учитывая условия, в которых эксплуатируются ТС ООО «Газпром добыча Астрахань» (агрессивная среда, высокая температура и влажность, неоднократный обдув и обмыв автотранспорта в течение смены), возникал ряд технических сбоев в работе ДУТ. В таких условиях прибор оказался подвержен колоссальной нагрузке от воздействия окружающей среды, что приводило к преждевременному износу его корпуса и попаданию в него опасных химических соединений, в том числе приводящих к коррозии основных элементов.

С учетом указанной специфики эксплуатации ДУТ силами специалистов ООО «Газпром добыча Астрахань» была изготовлена матрица (рис. 6), с помощью которой сделаны и установлены приспособления для его защиты. Приспособление плотно и без зазоров прилегает к корпусу, обеспечивая герметичную защиту от проникновения опасных химических соединений и напора воды на мойке.
В результате этого была достигнута полная защита верхней части датчика от агрессивной среды.

Одновременно с указанным предложением была усовершенствована стандартная схема подключения ДУТ к бортовой сети путем установки дополнительных электронных компонентов.

На автомобилях, принадлежащих предприятию, было установлено свыше 500 таких датчиков, но только в 2013 г. 173 ДУТ вышли из строя, при этом заводом­изготовителем признаны лишь 142 гарантийных случая. В актах рекламации в негарантийных случаях была заявлена такая проблема выхода датчиков из строя, как повреждения резистора (R5, R8, R9, R10), работающего в измерительной части, вследствие воздействия импульсной электромагнитной помехи большой энергии. При этом подключение датчика происходило напрямую к абонентскому терминалу. Для устранения вышеизложенных проблем были внесены конструктивные изменения в схему подключения: электрическая цепь между абонентским терминалом и ДУТ дополнена предохранителем 1А, который защищает оборудование и приборы от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов (импульсных), возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа.

Конструктивные изменения в подключении (рис. 7) помогли избежать большого числа отказов в работе и обеспечили непрерывную работу автомобильной и дорожно­строительной техники предприятия в течение всего срока эксплуатации.

Описанные модернизации позволили снизить более чем в четыре раза количество случаев выхода ДУТ из строя, в том числе практически полностью исключили выход из строя по негарантийным обстоятельствам.

Имея в своем парке 17 ТС, перевозящих специальные жидкости (метанол, раствор ингибитора коррозии, моторное топливо), ООО «Газпром добыча Астрахань» по итогам положительных результатов использования ДУТ в баках ТС приняло решение о расширении способа применения
ДУТ – для контроля уровня жидкостей в автомобильных цистернах. Установленные в цистернах ДУТ позволили осуществлять контроль движения специальных жидкостей по всему маршруту следования ТС, исключая такие негативные факторы в управлении производственным процессом, как несовершенство систем учета налива жидкостей на установках производств, сложность контроля времени и местоположения технологического транспорта при выгрузке жидкости, несовершенство систем учета выдачи моторного топлива с топливозаправщиков.

При этом в рамках реализации указанных мер специалисты предприятия столкнулись с еще одной специфической задачей – обеспечения точности работы ДУТ в баках и емкостях сложной геометрической формы. Проблема с точностью показаний ДУТ возникла в начале использования датчиков на дорожно­строительной технике и автоцистернах. При нахождении техники на серных картах, предназначенных для разработки и погрузки готовой продукции, показания ДУТ не соответствовали фактическим.
В ходе анализа выявлены причины некорректных показаний: эксплуатация техники на сложных участках и наличие нестандартных (вытянутых либо несимметричных, разделенных перегородками) заправочных емкостей.

В качестве решения возникших сложностей с учетом моторного топлива в нестандартных емкостях технологического транспорта специалистами предприятия дополнительно подключен к абонентскому терминалу еще один ДУТ. Таким образом, значение уровня жидкости в емкости определяется по двум равноудаленным от центра датчикам. Данные двух ДУТ, поступая через абонентский терминал на сервер телематики, корректируют друг друга, позволяя вычислять среднее значение уровня жидкости в заправочной емкости.

Решение проблем контроля эксплуатации транспорта и спецтехники на сложном технологическом объекте выполнено с внедрением нескольких управленческих решений.

Во­первых, после ввода в эксплуатацию ДУТ заправка технологического транспорта и спецтехники разрешена только на ровных площадках и с неразомкнутой электрической цепью. Таким образом, достигнута максимальная точность показателей заправки транспорта и спецтехники моторным топливом.

Во­вторых, была усовершенствована путевая документация, выдаваемая водителям технологического транспорта и механизаторам спецтехники. В соответствии с Приказом Минтранса РФ от 18 сентября 2008 г. № 152 «Об утверждении обязательных реквизитов и порядка заполнения путевых листов» утверждены обязательные реквизиты и порядок заполнения путевых листов. При этом путевая документация может быть дополнена собственными реквизитами транспортной организации. Во всех формах путевых листов ООО «Газпром добыча Астрахань» добавлены графы (с местом для личной подписи водителя или механизатора) о приеме и сдаче ТС с исправным бортовым блоком ГЛОНАСС. Таким образом, надлежащим образом организована ежедневная персональная ответственность за целостность модульных компонентов системы.

Описанные в статье организационно­технические решения разработаны и внедрены специалистами ООО «Газпром добыча Астрахань» в течение первых пяти лет промышленной эксплуатации УАТП ОПО. Благодаря вышеуказанным идеям повышена отказоустойчивость в работе комплекса, решен ряд проблем, влияющих на точность генерируемых показателей, повышены меры информационной, промышленной и транспортной безопасности при эксплуатации технологического транспорта. Учитывая опыт работы, достигнутое соответствие требованиям ПАО «Газпром» и полученные результаты от внедрения программно­аппаратного комплекса УАТП ОПО, можно сделать выводы о целесообразности тиражирования указанного решения в дочерних обществах ПАО «Газпром» в качестве типового варианта оснащения ТС системой ГЛОНАСС/GPS.



← Назад к списку