Sistem centralizat pentru monitorizarea și operarea unui nod tehnologic de transport gaze naturale

În perioada 2008 – 2009, Hasel Invent, a realizat sub denumirea de „SISTEM CENTRALIZAT DE MONITORIZARE SI CONTROL AL UNUI NOD TEHNOLOGIC DE TRANSPORT GAZE NATURALE” un produs modern și complex destinat automatizării și monitorizării funcționarii nodurilor tehnologice din cadrul rețelelor de transport gaze naturale echipate cu robinete cu acționare electrică, pneumatică, sau hidropneumatică. Produsul conține atât echipamente HARDWARE cât și o parte de SOFTWARE, integrate într-un sistem de control, și achiziție de date flexibil, care asigură posibilitatea conducerii automate a tuturor proceselor desfășurate la nivelul unui nod tehnologic de transport gaze naturale.

Prin implementarea acestui sistem se asigură monitorizarea și controlul local centralizat precum și automatizarea completa a instalațiilor tehnologice existente într-un nod de transport gaze naturale cum ar fi: robinete on/off, robinete de reglare, instalații de odorizare, instalații de primire/lansare godevil, instalații de injecție metanol, instalații de încălzire gaze, etc. De asemenea sistemul asigura achiziția, prelucrarea numerica și memorarea parametrilor tehnologici (presiuni, temperaturi, debite) facilitând posibilitatea de integrare a acestor stații în sisteme de tip S.C.A.D.A.

Sistemul a fost astfel conceput încât să poată fi ușor adaptat la diverse configurații ale unui nod tehnologic, indiferent de tipul acționarilor cu care sunt echipate robinetele și indiferent de tipul de traductoare de parametri și de calculatoarele de debit utilizate pentru măsurarea cantităților de gaze vehiculate prin nod. Structura sa HARD permite inclusiv integrarea în cadrul aceleiași instalații de monitorizare și control, a unor acționari provenite de la mai multi producători și de diverse generații, de la cele simple electromecanice sau pneumatice, la cele inteligente cu comunicație digitală, astfel încât un operator care utilizează acest sistem să poată avea controlul total și perfect „transparent” al tuturor robinetelor acționate electric, pneumatic, sau hidropneumatic din instalația tehnologica, utilizând aceleași comenzi și vizualizând în același mod informațiile de stare pentru toate tipurile de robinete utilizate. De asemenea, sistemul poate prelua date de la orice tip de traductor de parametri, fie cu semnal unificat 4-20mA și protocol de comunicație HART, fie cu comunicație exclusiv digitala (Modbus RTU, Profibus DP, Fundation Fieldbus, Lon Works, etc.), fiind capabil sa integreze în structura sa și traductoare cu comunicație wireless.

Elementul central al produsului este un sistem de achiziție și prelucrare numerica a datelor care permite preluarea informațiilor de la instrumentația de câmp și asigurarea comenzilor către robinete prin intermediul unui calculator de proces echipat cu un program de monitorizare și comandă dezvoltat de specialiștii S.C. Hasel Invent S.R.L., configurabil pentru orice structura de nod tehnologic de transport gaze naturale.

Programul de monitorizare și control dezvoltat este înregistrat din anul 2009 la Oficiul Român Pentru Drepturile de Autor și a fost implementat pentru prima data la sfârșitul anului 2009 la Nodul Tehnologic Onești din cadrul Societății Naționale de Transport Gaze Naturale Mediaș. Caracteristicile principale și posibilitatile de comanda și monitorizare oferite de program sunt următoarele:

Schema sinoptica tridimensionalaa. Programul conține o interfața grafică sub formă de schemă sinoptică tridimensională, după cum se poate vedea în Fig. 1, afișata pe ecranul calculatorului de proces, care prezintă în timp real, informații despre poziția, și starea tuturor robinetelor acționate electric sau pneumatic, poziția tuturor robinetelor acționate mecanic (manual), precum şi valorile presiunilor, temperaturilor și debitelor de gaz achiziționate de la instrumentația instalată în stație, asigurând, în același timp posibilitatea de comanda a robinetelor cu acționare electrică sau pneumatică de către operator prin intermediul calculatorului de proces.

b. Informațiile de poziție și stare a robinetelor cu acționare electrică și pneumatică, precum și valorile parametrilor tehnologici sunt preluate în mod automat, prin transmisie serială de date de la sistemele de măsurare, control și achiziție de date, iar informațiile despre starea și poziția robinetelor cu acționare mecanica (manuala) vor putea fi introduse de către operator de la tastatura calculatorului de proces utilizându-se nume de utilizatori și parole personalizate.

c. Programul permite operatorului vizualizarea pe același ecran a tuturor informațiilor necesare controlului nodului tehnologic, precum și posibilitatea de executare a comenzilor de închidere, deschidere, stop, pentru robinetele cu acționare electrica sau pneumatica, direct de la calculatorul de proces, prin utilizarea unor parole și nume utilizator care vor putea fi alese ulterior de către beneficiar.

d. Orice manevra efectuata asupra robinetelor cu acționare electrica sau pneumatica, prin intermediul interfeței grafice, este memorata împreuna cu momentul execuției si cu numele utilizatorului, iar dacă manevra nu se face de la calculator, ci prin comanda electrica sau pneumatica locala, se memorează cel puțin momentul în care s-a făcut schimbarea poziției robinetului. De asemenea orice modificare făcuta în schema sinoptica asupra poziției afișate a robinetelor cu acționare mecanică (manuală) este memorata împreuna cu momentul efectuării acesteia și cu numele utilizatorului.

e. Programul permite generarea de rapoarte cu istoricul evenimentelor pe intervale de timp alese de beneficiar.

f. Pentru parametri tehnologici ai nodului tehnologic (P,T, Q, etc) se pot prezenta grafice cu evoluția în timp a acestora pe intervale alese de beneficiar.

g. Se simbolizează în mod diferit robinetele închise, cele deschise și cele pe poziție intermediară. De asemenea robinetele la care comunicația cu sistemul de control este întrerupta sau sunt scoase de sub tensiune vor avea, în schema sinoptica, simbolurile diferite de cele cu funcționare normala.
h. Pentru fiecare robinet cu acționare electrica sau pneumatica se pot afișa în timp real valorile următorilor parametri de stare:

  • limita de capăt de cursă atinsă
  • sensul de acționare (pentru care s-a dat comanda)
  • valoarea cursei robinetului în procente din valoarea maximă (numai la cei la care acest parametru poate fi preluat prin semnal electric)
  • valoarea cuplului de acționare în procente din valoarea maximă (numai la cei la care acest parametru poate fi preluat prin semnal electric)

i. Toate datele memorate pot fi preluate ulterior, prin rețea sau pe suport fizic pentru analiză și prelucrare.

j. Programul asigura posibilitatea de comandă a robinetelor de reglare prin intermediul calculatorului de proces fie prin prescrierea unor valori de presiune ce va fi menținută automat de către regulatorul electronic, fie prin prescrierea unui procent din cursa robinetului.

În această structură se poate observa că produsul poate fi utilizat cu rezultate spectaculoase fie la modernizarea unui nod tehnologic existent, echipat cu diverse tipuri de acționari de robinete și diverse tipuri de instrumentație de proces, fie la executarea unui nod tehnologic nou proiectat sa lucreze cu echipamente și instrumentație de același tip, în ambele cazuri, interfața cu operatorul HMI, fiind realizată în același mod.

Formularul de control al robinetelor

Fig. 2. Formularul de control al robinetelor

Formularul de raport al evenimentelor

Fig. 3. Formularul de raport al evenimentelor

Formularul parametri calculatoare de debit

Fig. 4. Formularul parametri calculatoare de debit

În fig. 2 se poate vedea formularul de control al robinetelor, iar în Fig.3 se poate vedea un raport al evenimentelor și posibilitatea de selectare a intervalului de timp dorit.

Modalitatea de afișare a parametrilor tehnologici se poate vedea în Fig. 5., iar Fig. 6 prezintă modul de reprezentare grafica a variației în timp a acestor parametri.
Accesarea diverselor funcții ale programului se poate face fie din meniul aplicației fie din meniul contextual. Interfața grafica a programului are facilitați de „zoom” si „pan” deosebit de utile pentru vizualizarea configurației instalației tehnologice

Indicatoare parametri tehnologici

Fig. 5. Indicatoare parametri tehnologici

Grafice de analiză a evoluţiei parametrilor tehnologic.

Fig 6. Grafice de analiză a evoluției parametrilor tehnologic.