Применение коммуникационных модулей и блоков питания серии БПЭК в системах автоматического сбора данных

Как правило, это происходило всего лишь один раз в месяц (в последнее его число), либо диспетчерские службы пользовались информацией, передаваемой по стационарным телефонам ответственными лицами, находящимися на объектах газопотребления.

В таких условиях актуальность и достоверность полученных данных находились на очень низком уровне. В настоящее время ситуация резко меняется вследствие всё более широкого применения систем автоматического сбора и передачи данных, что означает переход на иной качественный уровень, позволяющий получать дистанционно в автоматическом режиме информацию с самым высоким уровнем детализации и достоверности. Так же немаловажно то, что необходимую информацию можно получить в режиме реального времени, что позволяет оперативно принимать необходимые решения.

Внедрение современных систем автоматического сбора данных позволяет:

• получать достоверные данные в режиме реального времени о потребляемых энергоресурсах;
• сигнализировать о возникновении аварийных ситуаций для принятия немедленных оперативных решений;
• сигнализировать о выходе контролируемых параметров за допустимые пределы;
• оперативно отслеживать превышения нагрузки и выдавать сигнальные сообщения на диспетчерский пункт;
• отслеживать соблюдения удельных норм расхода контролируемых энергоносителей.

Одним из важных вопросов построения систем автоматического сбора данных является организация надёжной и недорогой в обслуживании и эксплуатации связи между измерительными приборами (источниками информации) и пунктом сбора и обработки данных. Также при организации передачи данных с узлов учёта газа приходится учитывать такие особенности как:

• территориальная удалённость узлов учёта газа от пунктов сбора и обработки данных;
• необходимость размещения оборудования во взрывоопасной зоне;
• отсутствие в ряде случаев возможности подключения к внешней сети электропитания.

На практике территориально узлы учёта газа могут размещаться как в непосредственной близости от центра сбора и обработки данных, так и на значительном удалении от него. Помещение, в котором размещён узел учёта газа, может относиться как к взрывоопасной так и к не взрывоопасной зоне. Также имеется ряд случаев, когда к пункту учёта газа экономически нецелесообразна подводка внешней сети электропитания, то есть всё установленное на нём оборудование должно иметь автономные источники питания.

Таким образом, не существует единого технического решения, удобного для всех вариантов. По этой причине существует ряд современных решений для организации сбора данных с узлов учёта газа.

Электронные корректоры серии ТС и ЕК производства ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», выполнены во взрывозащищённом исполнении с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Это позволяет устанавливать их во взрывоопасной зоне, так как данный вид взрывозащиты исключает возможность воспламенения и взрыва окружающей взрывоопасной среды. Однако, когда необходимо подключение к корректору внешних устройств, таких как компьютер, модем и прочее, появляется проблема соблюдения условий взрывобезопасности. Для выполнения подобных соединений существует отдельный тип электронных устройств – барьеры искрозащиты, которые выполняют роль развязки между взрывозащищённым оборудованием, установленном во взрывоопасной зоне и не взрывозащищённым оборудованием, находящемся вне взрывобезопасной зоны.

Барьер искрозащиты препятствует проникновению опасных значений токов и напряжений во взрывоопасную зону. Самый простой пример – это подключение корректора к компьютеру (ПК). При подключении компьютера к корректору напрямую, то есть без использования барьеры искрозащиты, возможна ситуация, когда при неисправности источника питания ПК высокое напряжение может быть подано на входные цепи корректора. Следствием этого может стать разрушение элементов корректора с возможностью образования мощной искры, которая может послужить причиной взрыва взрывоопасной среды. Для предотвращения подобных ситуаций и служат барьеры искрозащиты.

Также необходимо помнить, что нет универсальных барьеров для всех приборы с искробезопасными цепями. Каждый прибор обладает индивидуальными цепями, характеристики которых приводятся в сертификате соответствия ГОСТ Р.

Блоки питания и коммуникационные модули серии БПЭК разработаны специально для работы совместно с корректорами объема газа серий ТС и ЕК производства ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника». В этих устройствах учтены все параметры искробезопасных цепей корректоров.

Проводное соединение

Для узлов учёта газа оснащённых измерительными комплексами СГ-ЭК, расположенных в непосредственной близости от пункта сбора информации, наиболее целесообразным является применение кабельного соединения измерительного комплекса (корректора объёма газа) и компьютера установленного на рабочем месте оператора.

Применение интерфейса RS232 позволяет связывать корректор и компьютер на расстоянии до 1200 метров.

При использовании проводной модемной связи практически снимается ограничение по дальности связи, но при этом необходимо, чтобы пункт учёта был расположен в телефонизированном помещении. Примером такой реализации может быть пункт учёта в котельной.

Блок питания электронного корректора объёма газа ЕК-88 с барьерами искрозащиты БПЭК-01/М*

Назначение:

• питание электронных корректоров объёма газа ЕК-88 и других взрывозащищенных устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» стабилизированным напряжением;
• ретрансляция сигналов (линий) интерфейса RS232 во взрывоопасную зону;
• преобразования интерфейса RS232 в RS485 (полный дуплекс, 4-х проводной).

Область применения: системы сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК-88, установленных во взрывоопасной зоне.

Блок питания устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Максимальная дальность проводной связи между корректором и блоком питания до 1200м.

* В 2016 году снят с производства

Блок питания электронного корректора объёма газа ЕК260 с барьерами искрозащиты БПЭК-02/М

Назначение:

• питание электронных корректоров объёма газа ЕК270 (ЕК260) и других взрывозащищенных устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» стабилизированным напряжением;
• ретрансляция импульсного информационного сигнала от взрывозащищенного устройства во взрывобезопасную зону;
• ретрансляция сигналов (линий) интерфейса RS485 (полный дуплекс) во взрывоопасную зону.
• преобразование сигналов интерфейса RS485 в RS232 для подключения модема, принтера или компьютера.

Область применения: системы сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270, установленных во взрывоопасной зоне.

Блок питания устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Максимальная дальность проводной связи между корректором и блоком питания до 1200м.

Блок питания с барьерами искрозащиты БПЭК-03

Назначение:

• питание стабилизированным напряжением электронных температурных корректоров объёма газа ТС215, ТС220 и других устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» расположенных во взрывоопасной зоне;
• ретрансляция сигналов интерфейса RS232 во взрывоопасную зону.

Область применения: системы сбора данных с температурных корректоров ТС215, ТС220, установленных во взрывоопасной зоне.

Блок питания устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Максимальная дальность проводной связи между корректором и блоком питания до 1200м.

Блок питания без барьера искрозащиты БПЭК-05

Назначение:

• питание стабилизированным напряжением электронных корректоров объёма газа ЕК270 (ЕК260);
• преобразование сигналов интерфейса RS485 в RS232 для подключения к корректору модема, принтера или компьютера.

Область применения: системы сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270, расположенных вне взрывоопасной зоны.

Блок питания устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Максимальная дальность проводной связи между корректором и блоком питания до 1200м.

Соединение по сети сотовой связи стандарта GSM

В последнее время наибольшее распространение получила передача данных по каналам сотовой связи с применением GSM модемов. К достоинствам данного технического решения можно отнести следующее:

• возможность оперативно получать информацию с контрольно-измерительного оборудования независимо от степени его удалённости от пункта сбора и обработки данных;
• независимость от наличия выделенной телефонной линии;
• относительно невысокую стоимость обслуживания и эксплуатации.

Блок питания с резервным источником питания и GSM модемом БПЭК-02/МТ

Назначение:

• питание стабилизированным напряжением электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270 и других взрывозащищенных устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» размещённых во взрывоопасной зоне;
• ретрансляция сигналов четырехпроводного интерфейса RS485 (полный дуплекс) во взрывоопасную зону;
• трансляция информации с подключённых к нему устройств в GSM сеть.

Область применения: системы дистанционного сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270 и других приборов учёта энергоресурсов установленных во взрывоопасной зоне.

Блок питания устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Блок питания имеет встроенный аккумулятор, что позволяет сохранять его полную работоспособность, включая функцию передачи данных через GSM модем, при отключении сетевого напряжения в течение не менее 24 часов.

В состав блока питания БПЭК-02/МТ входит модуль функционального расширения МР260, что позволяет выполнять подключение дополнительного (помимо GSM модема входящего в состав БПЭК-02/М) внешнего устройства с интерфейсом RS232 к интерфейсу постоянного подключения корректора ЕК260/ЕК270. В качестве внешних устройств могут выступать ПК, модем, принтер и т.п.

Коммуникационный модуль с GSM модемом БПЭК-03/Т

Назначение:

• питание стабилизированным напряжением электронного температурных корректоров объёма газа ТС215, ТС220 и других устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» расположенных во взрывоопасной зоне;
• ретрансляция сигналов интерфейса RS232 во взрывоопасную зону;
• трансляция данных с корректора ТС215 (ТС220) в GSM сеть 1800/900 МГц.

Область применения: системы дистанционного сбора данных с температурных корректоров ТС215, ТС220, установленных во взрывоопасной зоне, а также узлов учёта тепла.

Коммуникационный модуль БПЭК-03/Т устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Коммуникационный модуль с GSM модемом БПЭК-05/Т

Назначение:

• питание стабилизированным напряжением электронных корректоров объёма газа ЕК270 (ЕК260);
• трансляция данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270 расположенных во взрывобезопасной зоне в GSM сеть 1800/900 МГц.

Область применения: системы дистанционного сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270, расположенных вне взрывобезопасной зоны.

Коммуникационный модуль БПЭК-05/Т устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Соединение по сети сотовой связи стандарта GPRS

Возможность подключения к интернету с помощью сети с пакетной передачей данных – GPRS (General Packet Radio Service), позволяет передавать данные на существенно более высоких скоростях, чем это происходит при передаче данных через GSM сеть. Так максимальная (теоретическая) скорость передачи данных через GPRS сеть может составлять 171,2 кбит/c., в то время как скорость передачи через GSM сеть составляет всего лишь 9,6 кбит/с. При этом оплата за пользование сетями сотовой связи осуществляется не за объем переданной информации, а за время сеанса связи. Таким образом, одним из существенных преимуществ применения технологии передачи данных по стандарту GPRS является её экономичность, вследствие значительно меньшего времени сеанса связи, необходимого для передачи объёма данных.

Коммуникационные модули БПЭК-04/ЕК и БПЭК-04/ТС являются новым поколением энергонезависимых интеллектуальных устройств, позволяющих выполнять передачу данных как через GSM сеть, так и через GPRS сеть. Данные устройства не требуют наличия внешней сети электропитания, так как работают автономно от встроенных элементов питания (литьевых батарей). Алгоритм работы данных коммуникационных модулей разработан для максимального сбережения ресурса встроенных батарей:

• возможность обмена информацией через GSM сеть определяется набором «окон» активности установленных в корректоре. В период действия «окна» модуль активизируется, регистрируется в сети и переходит в режим ожидания вызова;
• при возникновении внештатной ситуации модуль активизируется и передаёт сообщение на запрограммированный телефонный номер;
• для передачи больших массивов данных модуль использует GPRS сеть, что существенно сокращает время передачи.

Автономный коммуникационный модуль с GSM/GPRS модемом БПЭК-04ЕК

Назначение:

• ретрансляция сигналов интерфейса RS485 во взрывоопасную зону;
• трансляция данных с электронных корректоров ЕК260, ЕК270 и других устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» расположенных во взрывоопасной зоне в GSM/GPRS сеть 1800/900 МГц.

Область применения: автономные системы дистанционного сбора данных с электронных корректоров объёма газа ЕК260, ЕК270, установленных на узлах учета газа, расположенных во взрывобезопасной зоне, на которых отсутствует возможность подключение к сети внешнего электропитания.

Срок автономной работы БПЭК-04ЕК без замены встроенных элементов питания может составлять до 5 лет.

Коммуникационный модуль БПЭК-04ЕК устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Автономный коммуникационный модуль с GSM/GPRS модемом БПЭК-04ТС

Назначение:

• ретрансляция сигналов интерфейса RS485 во взрывоопасную зону;
• трансляция данных с температурного корректора объёма газа ТС220 расположенного во взрывоопасной зоне в GSM/GPRS сеть 1800/900 МГц.

Область применения: автономная система дистанционного сбора данных с температурного корректора ТС220, установленного на узле учета газа, расположенного во взрывобезопасной зоне, на котором отсутствует возможность подключение к сети внешнего электропитания.

Срок автономной работы БПЭК-04ТС без замены встроенных элементов питания может составлять до 5 лет.

Коммуникационный модуль БПЭК-04ТС устанавливается вне взрывоопасной зоны.

Автономный контроллер с GSM/GPRS модемом КПРГ-06

Назначение:

• обеспечение контроля параметров работы газорегуляторных пунктов с одной или двумя линиями редуцирования, а также с функцией учёта расхода газа, с последующей передачей полученной информации по каналу сотовой связи стандарта GSM /GPRS на сервер сбора и анализа данных;
• трансляция данных с электронных корректоров ЕК260, ЕК270 и других устройств с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» расположенных во взрывоопасной зоне в GSM/GPRS сеть 1800/900 МГц.

Область применения:

в составе автономных систем телеметрии узлов учета газа и узлов редуцирования давления газа, расположенных во взрывобезопасных зонах, при отсутствие сети внешнего электропитания.

Автономный контроллер КПРГ-06 может быть установлен непосредственно во взрывоопасной зоне.

Технические характеристики:

• Рабочий диапазон температур окружающей среды -40…+55°С
• Степень защиты от воздействия окружающей среды IP66
• Вид взрывозащиты контроллера 1 Exib IIB T5
• Количество дискретных входов типа «сухой контакт» 6 шт.
• Количество информационных входов (контролируемое оборудование):
  • датчик давления газа 4 шт.
  • датчик перепада давления на фильтре газа 4 шт.
  • датчик температуры внутри помещения (встроенный) 1 шт.
  • датчик температуры газа в трубопроводе 3 шт.
  • сигнализатор загазованности метана (CH4) 1 шт.
  • сигнализатор загазованности окиси углерода (СО) 1 шт.
  • электронный корректор объёма газа ЕК270 (ЕК260) 2 шт.
• Питание контроллера КПРГ-06 и подсоединённых к нему датчиков – автономное, от встроенного комплекта литиевых батарей расположенных внутри корпуса контроллера.

Время автономной работы контроллера КПРГ-06 с подсоединёнными к нему датчиками от встроенного комплекта литиевых батарей при штатном режиме работы – не менее 4-х лет.

Технические характеристики блоков питания и коммуникационных модулей серии БПЭК