Тел.: 8 (495) 640-49-48
E-mail: mail@gkantecreo.ru
Работаем со всеми регионами РФ
  • Системы видеонаблюденияпродажа и монтаж систем
  • Системы безопасностиконтроль доступа
  • Противопожарная безопасностьпервичные средства пожаротушения
  • Пожарная автоматикаспринклерные и пенные системы
  • Средства радиосвязи
  • Беспроводная передача данныхрадиотелеметрия
  • Осветительное оборудование
  • Машины и спецтехника

Новости

Спасатель 112

12 Сентябрь 2017 Вбрасываемая огнетушащая капсула “Спасатель 112” . Взял. Бросил. Потушил. Легко и просто. Огнетушитель состоит из травмобезопасной цилиндрической капсулы для хранения огнетушащего вещества и запатентованного огнетушащего состава. Защищаемый объем 3-5 м3.
  

Пластина ФОГ 65

11 Март 2016 Обновление в линейке автономных установок пожаротушения на основе микрокапсулированного огнетушащего вещества ФОГ.  Пластина ФОГ 65 разработана для защиты от возгораний электрооборудования шкафного исполнения: распределительные щиты, электрошкафы, электрические розетки, шкафы управления, сейфы и др. Защищаемый объем 65 литров.
 

Система поиска RECCO R-9 в лавиноопасных зонах.

28 Сентябрь 2014 Recco, на протяжении последних 25 лет единственный в мире производитель не имеющей аналогов системы пассивного обнаружения под снегом, представляет систему R9 - детектор, в четыре раза более легкий и почти вдвое меньший, чем предыдущие, способный принимать сигналы не только от рефлекторов RECCO, но и от лавинных маяков. Это портативное устройство может значительно уменьшить время, которое поисковые группы тратят на обнаружение жертв лавины с воздуха или земли.
Подробнее...

Дымососы ДПЭ-7

11 Февраль 2014 В продажу поступили дымососы серии ДПЭ-7 для систем газового, порошкового и аэрозольного пожаротушения. Дымососы  ДПЭ-7 ОТП для боевых пожарных расчетов с электродвигателем и дымососы с двигателем внутреннего сгорания. Узлы стыковочные. Рукавные линии.
Подробнее...

Проект ГК "Антэ Крео" по радиофикации на основе средств связи Motorola в городе Нефтеюганск (месторождение нефти "Мангазея")

29 Декабрь 2012 Группа компаний "АНТЭ КРЕО" вместе с коллегами из города Нефтеюганск завершила основную часть проекта по оснащению средствами радиосвязи на основе оборудования Motorola месторождения нефти "Мангазея".  Подробнее...

Радиомодемы CalAmp

09 Сентябрь 2012

В разделе радиосвязь и беспроводной доступ представлена информация о радиомодемах CalAmp (США). Компания CalAmp, Inc. является одним из ведущих разработчиков решений в области радиосвязи для критически важных приложений. Подразделение CalAmp’s Wireless DataCom Division поставляет продукцию для технологических радиосетей служб общественной безопасности, АСУ в промышленности и на транспорте.

Подробнее...

Современные гетерогенные технологические радиосети обмена данными для топливно-энергетического комплекса

Современные гетерогенные технологические радиосети обмена данными для топливно-энергетического комплекса

В настоящей статье рассматриваются некоторые аспекты строительства гетероген­ных технологических1 радиосетей обмена данными для топливно-энергетического комплекса. Описан ряд особенностей построения таких сетей в районах со слаборазвитой телекоммуникационной инфраструктурой. Актуальность представленной информации обусловлена активизацией хозяйственной деятельности прежде всего в арктических районах Российской Федерации, где строительство технологических радиосетей часто не имеет альтернативы.

Общие сведения

Технологические радиосети обмена данными создаются для решения комплекса функциональ­ных задач, связанных с организацией монито­ринга состояния (сбора данных о техническом и/или оперативном состоянии), оперативно­диспетчерского управления и информационного обеспечения в условиях, когда использование других средств связи невозможно или нецелесообразно. Значительная часть таких радиосетей предна­значена для обеспечения в качестве основного или резервного средства функционирования критически важных и ответственных приложе­ний, сбой в работе которых может приводить к серьезным авариям и катастрофам.
Рост важности таких радиосетей в последнее время обусловлен активизацией хозяйствен­ной деятельности и строительством объектов топливной и электроэнергетики на территории Восточной Сибири и в арктической зоне РФ. Создание и эксплуатация инфраструктуры проводных телекоммуникаций в этих районах сопряжены с серьезными техническими труд­ностями и высокими финансовыми затратами. В связи с этим наиболее надежной и экономически целесообразной была и остается радиосвязь.

Область применения технологических радио­сетей обмена данными определяется следую­щими основными оперативно-техническими возможностями и преимуществами:

• надежность среды передачи (линия передачи не подвергается механическим повреждениям и разрушающему влиянию окружающей среды, а ее качество контролируется соответ­ствующими государственными органами);
• обширность оперативной зоны с возможностью ее расширения за счет ретрансляции сигнала (некоторые реально построенные и эксплуа­
тирующиеся радиосети имеют сплошную оперативную зону более миллиона кв. км);
• возможность применения детерминированных (неизменных) протоколов обмена данными, поддерживающих работу в близком к реальному масштабе времени и обеспечивающих гаран­тированную доставку данных в установленные регламентом работы радиосети сроки;
• относительно небольшое время доступа к каналу передачи данных, обеспечиваю­щее незначительные и приемлемые для большинства использующих радиосеть автоматизированных систем управления задержки в доставке данных;
• высокая безопасность данных, циркулирующих в технологической радиосети (применяемые технологии обеспечивают защиту от пода­вления, перехвата или несанкционированного доступа к работе в составе технологической радиосети);
• относительно низкая стоимость эксплуатации;
• независимость от «чужой» инфраструктуры связи и возможность развивать ее, исходя из реальных требований (радиосеть при­надлежит собственно пользователю, пара­метры ее работы и оперативная зона могут изменяться им самостоятельно);
• совместимость с разнородным оборудова­нием сбора и обработки данных по широко применяемым и детально отработанным интерфейсам;
• простота перемещения и оперативность развертывания в новом районе;
• возможность эксплуатации в жестких услови­ях, таких как экстремальные климатические условия, характерные для Арктики.

Типовые технологические радиосети в топлив­ной энергетике строятся для распределенных на огромных площадях объектов. Например, радиосети управления телемеханикой Балтийской трубопроводной системы, газопроводов «Ямал — Европа» и «Дружба», трубопроводной системы «Восточная Сибирь — Тихий океан» имеют про­тяженность несколько тысяч километров каждая. В электроэнергетике плотность объектов может быть выше, а их географическое размещение компактнее. Примерами таких сетей являются радиосети сбора данных и управления Федеральной сетевой компании, генерирующих компаний оптового рынка и территориальных генерирую­щих компаний, используемые для обеспечения функционирования автоматизированных систем диспетчерского управления, технического и ком­мерческого учета электроэнергии. Практически все вышеупомянутые радиосети имеют архитек­туру «звезда», поддерживают работу по схеме «точка-много точек» и используют различные протоколы обмена данными, в основном работаю­щие по принципу опроса. Как правило, в составе технологической радиосети имеется центральная (базовая) станция (БС), обеспечивающая обмен с группой удаленных станций, установленных в контролируемых пунктах (КП). Связь между БС и КП может быть организована напрямую или с использованием ретрансляции. Строительство и эксплуатация технологических радиосетей обмена данными регулируются за­конодательством Российской Федерации, в со­ответствии с которым для функционирования таких радиосетей выделены соответствующие радиочастотные ресурсы в диапазоне ультрако­ротких волн (УКВ). Технологическая радиосеть проектируется на длительный срок, составляющий не менее 12 лет, в течение которых она функцио­нирует с первоначально заданными параметрами. По истечении заданного срока эксплуатации про­
изводится модернизация радиосети с переходом на более современное оборудование. В настоящее время на территории РФ развернуты и действу­ют радиосети, созданные на аппаратуре обмена данными УКВ-диапазона, которая условно может быть отнесена к четырем поколениям. Радиосети на аппаратуре первого поколения ис­пользуют серийно выпускаемые радиостанции общего назначения с шагом сетки радиочастот 25 кГц и внешние модемы с последовательным интерфейсом RS-232. Скорость обмена данными в таких радиосетях составляет 1,2-2,4 кбит/с. Радиостанции общего назначения оптимизиро­ваны для поддержания голосовой связи, поэтому их технические характеристики (например, от­носительно большое время атаки передатчика, составляющее десятки миллисекунд) серьезно ограничивают оперативные параметры радиосети. Применение данного оборудования возможно в автоматизированных системах с медленно протекающими технологическими процессами. В топливной энергетике технологических радио­сетей первого поколения практически не осталось, что обусловлено возросшими требованиями к пропускной способности и времени доступа к радиоканалу.
Радиосети второго поколения построены на специализированном оборудовании с шагом сетки радиочастот 25 кГц и последовательным интерфейсом RS-232. Скорость обмена данными в таких радиосетях составляет 4,8-9,6 кбит/с. Для достижения максимальной скорости об­мена данными разработчиками аппаратуры были проведены работы по комплексированию приемопередатчика и модема, в результате чего появилось оптимизированное для обмена данными
устройство, получившее наименование радио­модем. Дальнейшее строительство большинства технологических радиосетей УКВ-диапазона производилось с использованием радиомоде­мов. Первыми их серийный выпуск наладили компании EFJohnson, DataRadioи Motorola. В на­стоящее время основная часть технологических радиосетей в электроэнергетике РФ построена на оборудовании второго поколения. Создание аппаратуры третьего поколения велось с учетом необходимости увеличения пропускной способности и уменьшения шага сетки радиочастот2. В результате появились радиомодемы, работающие на скоростях 9,6-19,2 кбит/с при шаге сетки радиочастот 25 и 12,5 кГц (6,25 кГц в США и Канаде) и имею­щие последовательный интерфейс. Кроме того, при создании аппаратуры третьего поколения впервые была выполнена разработка радио­технических платформ, включающих в себя набор типовых радиомодемов, позволяющих строить масштабируемые радиосети с учетом особенностей функционирования их отдельных элементов. Например, первая радиотехническая платформа, созданная канадской компанией Dataradio, включала в себя радиомодем для КП с 50- и 100%-ным циклом работы, симплексный, полудуплексный или дуплексный радиомодем для БС или ретранслятора, а также радиомодемы для БС повышенной надежности и живучести со 100%-ным дублированием. На оборудовании третьего поколения построена основная часть технологических радиосетей в топливной и зна­чительная часть в электроэнергетике РФ. Технические характеристики оборудования для технологических радиосетей третьего поколения на примере радиомодема DataradioIntegra-TRпредставлены в таблице 1.
Радиомодемы четвертого поколения обеспечи­вают обмен данными со скоростью 32-64 кбит/с, наряду с последовательным интерфейсом имеют сетевой стандарт 10/100Base-Tи обе­спечивают работу по IP-протоколу. Появление в радиомодемах этого поколения сетевого интерфейса обеспечило возможность созда­ния эффективных гетерогенных радиосетей3, использующих в своем составе разнотипное оборудование. Первым радиомодемом четвер­того поколения, обеспечившим максимальную скорость обмена данными 64 кбит/с4 в канале с шагом сетки радиочастот 25 кГц, является радиомодем DataradioViper-SC(выпускает­ся компанией CalAmp, США). Технические характеристики данного радиомодема пред­ставлены в таблице 2.

Гетерогенные технологические радиосети обмена данными УКВ-диапазона в топливной и электроэнергетике

Технология обмена данными с использованием оборудования УКВ-диапазона в топливной и электроэнергетике применяется уже более 25 лет и является наиболее зрелой, проверенной и надеж­ной. С использованием этой технологии в нашей стране и за рубежом построено более 60 тыс. радиосетей различного масштаба, крупнейшие из них обеспечивают функционирование более 5000 объектов. В Российской Федерации круп­нейшие сети с использованием рассматриваемой технологии построены в компаниях «Газпром», «Транснефть», «ТНК-ВР» и «Лукойл».
Типовая технологическая радиосеть обмена данными имеет в своем составе группу базовых станций, подключенных к одному или не­
скольким центрам диспетчерского управления по выделенным магистральным каналам связи (кабельным волоконно-оптическим, медным или радиорелейным). Каждая БС напрямую или через промежуточный ретранслятор со­прягается с удаленными контролируемыми пунктами по беспроводному каналу связи УКВ-диапазона. Фактически такая радиосеть представляет собой гетерогенную структуру, использующую разнотипное оборудование и различные протоколы обмена данными. Упрощенная типовая схема гетерогенной технологической радиосети обмена данными в системе управления телемеханикой продук- топровода представлена на рис. 1.
Работа радиосети организуется по опросу, при котором пункт диспетчерского управ­ления направляет запрос в адрес удаленного контроллера конкретного КП телемеханики.

Данный запрос передается по магистральному каналу связи на порт ввода-вывода БС, которая транслирует запрос в эфир на присвоенной ей рабочей радиочастоте. Запрос принимается всеми находящимися в зоне электромагнитной доступности (ЭМД) и настроенными на рабочую частоту БС удаленными КП, однако ответ на него дает только тот КП телемеханики, которому этот запрос адресован (остальные КП запрос игнорируют). Ответ передается в обратном порядке: КП-БС-пункт диспетчерского управ­ления. Каждая БС в составе радиосети имеет собственный номинал рабочей частоты, что обеспечивает их одновременную работу без взаимных помех. Поскольку передача запро­сов инициируется центром диспетчерского управления, «коллизии» данных в радиосети полностью исключены.
Надежность5 функционирования и живучесть6 такой радиосети достигаются за счет использования отказоустойчивой аппаратуры и дублирования каналов связи, которые используют для обмена данными различную среду (проводная и бес­проводная связь) или различные диапазоны волн (беспроводная связь в диапазонах УКВ или СВЧ, сверхвысоких частот). Технологическая радиосеть обслуживает работу системы управления телемеханикой, которая
представляет собой автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП). Функционирование АСУ ТП предполагает соблюдение заданных задержек при обмене информацией. Они должны быть минималь­ными и предсказуемыми — чем меньше время, затрачиваемое на получение ответа на запрос, тем больше времени остается у АСУ ТП и дис­петчера для реагирования на полученную от КП информацию, а отсутствие необходимого от­вета на запрос в отведенный период времени является событием, по которому автоматически генерируется сигнал тревоги.

Обмен данными в рассматриваемой типовой технологической радиосети складывается из на­бора нижеперечисленных последовательных микроопераций, формирующих транзакцию «запрос-ответ»:

• генерация запроса АСУ ТП;
• передача запроса по магистральному каналу связи в адрес БС;
• получение БС запроса от АСУ ТП;
• установление связи между БС и КП;
• передача запроса от БС к КП;
• обработка запроса на КП и генерация от­вета;
• установление связи между КП и БС;
• передача ответа от КП к БС;
• передача ответа от БС в адрес АСУ ТП по магистральному каналу связи. Информация о типовых задержках, возникающих при обмене данными в технологической радио­сети, построенной на оборудовании третьего поколения7, представлена в таблице 38.

Таким образом, продолжительность транзакции в технологической радиосети обмена данными третьего поколения может составлять 2,09 с, а в течение минуты может быть выполнено около 28 таких транзакций. Учитывая, что в ти­повой радиосети в случае ухудшения условий приема может потребоваться повторная пере­дача до 10% всех сообщений, такая радиосеть способна обслужить около 25 контролируемых пунктов в минуту.
Одним из основных методов увеличения пропускной способности информационных сетей считается увеличение скорости обмена данными. Информация о типовых задержках, возникающих при обмене данными в техноло­гической радиосети, работающей на скорости 115 кбит/с, представлена в таблице 4. Продолжительность транзакции в такой радиосети обмена данными составляет 2,01 с, а в течение минуты может быть выполнено около 29 таких транзакций. Учитывая, что в ти­повой радиосети в случае ухудшения условий приема может потребоваться повторная пере­дача до 10% всех сообщений, такая радиосеть при соблюдении заявленных выше условий способна обслужить около 26 контролируемых пунктов в минуту.


Сравнительный анализ представленных в та­блицах 3 и 4 данных показывает, что увеличение скорости обмена данными в шесть раз (с 19,2 до 115,2 кбит/c) в типовых радиосетях обмена данными позволяет только незначительно (на 4%) увеличить их пропускную способность. Это связано с тем, что основные задержки обусловлены выполнением процедур связи и обработки данных, а собственно данные представляют собой короткие сообщения. Поскольку в радиосетях третьего поколения вышеуказанные задержки являются детерми­нированными (неизменными), по данному параметру они удовлетворяют требованиям большинства приложений, реализуемых в топливно-энергетическом комплексе, а рас­чет пропускной способности таких радиосетей выполняется относительно просто.
В технологических радиосетях обмена данны­ми четвертого поколения предусматривается использование сетевого интерфейса 10Base-Tи IP-протокола в качестве основного для ор­ганизации связи в радиоканале. Применение нового интерфейса позволило существенно улучшить совместимость оборудования и обе­спечить возможность его использования с любым стандартным программным обеспечением и обо­рудованием, работающим по вышеуказанному проколу, без его модернизации. В результате появилась возможность построения прозрачных гетерогенных информационных сетей, неотъем­лемой частью которых стали технологические радиосети обмена данными.
Созданные для технологических радиосетей обмена данными четвертого поколения радио­модемы имеют существенно более высокие
по сравнению со своими предшественниками скорости обмена данными. Однако использова­ние IP-протокола существенно снизило детер­минированность таких радиосетей, поскольку точный расчет задержек стал невозможным. В результате в АСУ ТП необходимо устанав­ливать более широкие пределы допустимых задержек при их первоначальной настройке. Кроме того, наличие большого объема слу­жебной информации, предусмотренное в IP- протоколе, снижает реальную пропускную способность радиосети.
Существенное повышение пропускной способ­ности в рассматриваемых радиосетях может быть
достигнуто за счет их сегментации, увеличения количества базовых станций, каждая из кото­рых будет обслуживать меньшее количество КП. В этом случае увеличение пропускной способности будет прямо пропорционально количеству дополнительных базовых станций в каждом сегменте радиосети.
В зависимости от размещения объектов связи оптимизация технологической радиосети об­мена данными может быть выполнена на счет создания дополнительных гетерогенных струк­тур, обеспечивающих консолидацию данных на стороне КП и пунктов диспетчерского управления. Упрощенные схемы гетерогенных технологических радиосетей обмена данными представлены на рис. 2 и 3.
В рассматриваемой схеме удаленный про­граммируемый контроллер КП-1 является промежуточным средством сбора данных и вы­полняет функции ретрансляции информации. Он выступает в качестве ведущего в информа­ционной подсети (например, в СВЧ-диапазоне стандарта IEEE802.11 Wi-Fi) и сопрягается с группой аналогичных удаленных ведомых контроллеров КП-2, 3 и 4 по проводному (с КП-2) и беспроводному (с КП-3 и 4) каналам связи. Данные от КП-2, 3 и 4 на КП-1 могут поступать по запросу, формируемому кон­троллером КП-1 или поступающему от БС и ретранслируемому через КП-1. В случае, если пропускная способность в подсети обмена данными КП-1 является достаточной, данные от ведомых КП могут пересылаться без запроса, по их инициативе. Возникающие в этом случае «коллизии», связанные с попытками одно­временной передачи данных несколькими КП, будут компенсироваться резервом пропускной способности подсети, обеспечивающей возмож­ность многократной повторной трансляции непереданных сообщений.

Следует отметить, что в этом случае возникающие задержки не будут строго детерминированы, но их значения могут укладываться в заранее установленные в АСУ ТП пределы.
В рассматриваемой схеме технологическая радиосеть УКВ-диапазона организована между крупной буровой платформой, которая высту­пает в качестве БС, и группой малых буровых платформ. Крупная связана с удаленным центром управления и сбора данных по спутниковому каналу связи; малым обеспечивается удаленный групповой доступ к этому каналу. Ограниченный объем настоящей статьи не по­зволяет детально рассмотреть все аспекты построения современных технологических радиосетей обмена данными, однако даже представленные материалы позволяют сде­лать вывод о том, что строительство таких радиосетей с использованием современных технических средств представляется весьма перспективным для районов со слабо развитой телекоммуникационной инфраструктурой, и в первую очередь для арктических районов Российской Федерации.

Примечания

1 Технологическая сеть связи (англ. privatenetwork, прежнее название — ведомственная или корпоративная) предназначена для обеспечения про­изводственной деятельности организаций, управления технологическими процессами в производстве. Технологии и средства связи, применяемые для создания технологических сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются собственниками или иными владельцами этих сетей. [Федеральный закон «О связи» от 07.07.2003 N126-ФЗ] 
Уменьшение шага сетки радиочастот производится в связи с дефицитом радиочастотного ресурса в США и ряде европейских государств. В Российской Федерации наиболее часто применяется оборудование с шагом сетки 25 кГц.
3 Гетерогенная радиосеть — радиосеть, в которой используются оборудование и протоколы сетевого уровня различных производителей. Состоит из фрагментов разной топологии и разнотипных технических средств.
4 Радиомодем DataradioViper-SCобеспечивает максимальную скорость обмена данными 128 кбит/с в канале с шагом сетки радиочастот 50 кГц. В связи с тем, что на территории РФ данный шаг сетки радиочастот пока не при­меняется, в качестве максимальной рассматривается скорость обмена данными, равная 64 кбит/с.
Надежность (англ. reliability) — свойство системы сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и транспортирования [ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения»].
6 Живучесть (англ. survivability) — свойство системы, характеризуемое способностью выполнять установленный объем функций в условиях воздействий внешней среды и отказов компонентов системы в заданных пределах [ГОСТ 34.003-90 «Автоматизированные системы. Термины и определения»].
7 Расчет задержек выполнен для радиомодема третьего поколения DataradioIntegra-TRкак наиболее широко применяемого в топливной и электроэнергетике.
8 Не учитываются задержки при передаче данных по магистральным каналам связи от пункта диспетчерского управления до БС, поскольку эти задержки зависят от выбранной среды передачи и моделей магистрального обо­рудования. Оценка задержек производится с момента получения БС запроса от пункта диспетчерского управления до момента готовности к передаче ответа от КП в адрес пункта диспетчерского управления.
9 Предполагается, что обмен данными в радиосети, а также между радиомодемом и контроллером телемеханики производится на скорости 19,2 кбит/с. Размер запроса составляет 20, а ответа — 800 байт. Исходные данные взяты для базовой модификации комплекса телемеханики «Телеканал-М2», поддерживающий обмен данными с пунктами управления с использованием стандартизированных протоколов ГОСТ Р МЭК 60870-5-101, ГОСТ Р МЭК 60870-5-104 и FT1.2 «Телеканал».
10 В расчет принята типовая скорость обмена данными по порту RS-232.