Reverse engineering природного газа измерительной станции

Измерительные станции природного газа являются целями в рамках системы транспортировки через  трубопровод, предназначенные для измерения расхода потребления природного газа в различных направлениях. Они оснащены несколькими линиями измерения, оборудованных газовыми счетчиками действуют по принципу ультразвука или принцип измерения путем уменьшения локального участка трубопровода. Измерение потока газа в этих станциях, как правило , предназначены налоговой операции. В этих условиях, при использовании ультразвуковых расходомеров на измерительных линий, станция должна содержать по меньшей мере один дополнительный турбинный расходомер, с помощью которого, маневрируя соответствующий клапан, может  периодически проверяться надлежащее функционирование ультразвуковых расходомеров. SC Hasel Invent SRL выполняет работы проектирования, монтажа и технического обслуживания таких систем для измерения газовых потоков. В контракте выполненного в течение 2015 года, специалисты фирмы столкнулись с целым рядом специальных технических проблем, связанный с установкой фискальной меры с тремя ультразвуковыми линиями и с одной линии проверки счетчика турбины, система полностью автоматизирована и возможность мониторинга работы диспетчерской внутри станции.  Этот  объект содержит шкафы автоматизации в ПЛК, который принимают от компьютеров управления потоком и от процесса газового хроматографа, параметры потока газа и управляет последовательностью автоматически изменения линии, соответствующие потоков газа проходящих через станцию таким образом, чтобы поддерживать неопределенность измерений в заданных пределах. Периодическая проверка правильности функционирования линий с использованием ультразвукового измерительного турбинного расходомера также автоматически с помощью запрограммированных последовательностей в ПЛК.

Проблемы, связанные с этими системами измерения были:

 

  1. Компьютеры управления потоком больше не связывались с ПЛК, из-за этого не мог делать автоматический контроль расхода или давление газа по линиям потребления
  2. Часть отсечных клапанов, которые входили в автоматические последовательности проверки ультразвуковых расходомеров больше не могли управляться с помощью ПЛК.
  3. Изменения технологического блока станции были сделаны путем введения электрического привода и пневматических клапанов, кроме того, они должны быть интегрированы в установки автоматизации.
  4. Заказчик запросил передачу данных к диспетчеру расположенному на расстояние примерно в 20 км от станции с помощью волоконно-оптической линии связи, а также возможность контроля и мониторинга функционирования всей станции из диспетчерской, без присутствия персонала обслуживающего станцию.

5.Программы, установленные на ПЛК не были доступны, потому что они не знали пароли приложения и разработчик этой системы не хотел участвовать в решении проблем.

Given the aforementioned conditions, there remained only two possibilities of getting the gas station to work according to the customer’s requirements:

  1. Completely replacing the automation panels, PLCs included, with new panels, designed to fit the customer’s new requirements.
  2. Completely erasing the software programmed into the PLCS and the application on the process computer and, after identifying all of the components in the stations, completely rewriting these applications.

Бенефициар выбрал второе решение, поэтому S.C. Hasel Invent S.R.L. перешел к формированию команды специалистов и начал Reverse engineering для Газоизмерительной станции. Крайний срок завершения работ был месяц

В это время объект начнет функционировать снова в пределах спроектированных параметров начальной и расширенной функциональностью, как указано в пунктах 1-4 выше, одной из основных потребностей является полный контроль из диспетчерской с помощью пультам дистанционного управления.

В этих условиях все элементы инсталляций были первоначально определены и рассмотрены в индивидуальном порядке, Входы и выходы модулей ПЛК, шкаф автоматизации клапаны с электрическим и пневматическим земельного участка.

После того, как были сделаны необходимые выводы и был проведен  начальный relevé приступили к тестированию связи между ПЛК, присутствующие в автоматизации помещения и полевые элементы. Они были определены как четыре последовательные линии связи, две из них с использованием протокола связи Profibus DP два других протокола Modbus RTU. Затем они исследовали телеграмм связи клапана с помощью теста PLC таким образом, он сохраняет возможность возвращения станции к своим первоначальным параметрам работы. Таким образом, на протяжении всего тестирования не было необходимости, остановки станции или изменение маршруту природного газа , потому что после каждого этапа тестирования можно было вернуться к исходной конфигурации путем установки ПЛК с оригинальной программой, они могут быть отформатированы и загружены новыми программами только после завершения всех испытаний нового программного обеспечения. После проверки связи между ПЛК и полевыми элементами, было проверено мониторинг и функциональность управления установленная на двух серверах и двух клиентов станции.  Было решено, для того, чтобы делать в будущем более быстрое обслуживание станции Необходимо внедрить применение раздела, который позволяет производить тестирование и проверку входов и выходов аналоговых и цифровых системы и телеграмм связь с клапанами, как по протоколу Modbus RTU и протокол Profibus DP.  Таким образом была реализована программа нового раздела посвященная обслуживанию.

В заключение программное обеспечение созданы Hasel , быль испытаны и установлены на том же оборудовании благодаря чему достигается производительность взять под контроль оборудования от которых обычно откозались бы из-за отсутствия паролей доступа к модификации оригинального программного обеспечения.

Reverse engineering оказалась очень полезной для решения задач и достижения полного контроля над установки. Его использование позволило улучшить систему и избежать в будущем возникновения трудностей в поддержании таких систем.

 

fig1     fig2

 

Рис. 1. Тестирование связи через Modbus RTU и разработки новых приложений.

 

 

final