Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Jak se zbavit ručních odečtů

Článek popisuje dálkové sledování středotlakých regulačních stanic v Pražské plynárenské a novou komunikaci regulačních stanic a obchodních míst Jihomoravské plynárenské. Popisuje nejen technické řešení, ale i skutečnosti, které vedou k rozhodnutím pro nové technologie.

1. Konkrétní příklad z praxe - zákaznický pohled. [1]

O dálkovém sledování středotlakých regulačních stanic (dále jen STL RS) a stanic katodové ochrany (dále jen SKAO) bylo v Pražské plynárenské rozhodnuto v roce 2003. Systém, který byl vybudován, sbírá, následně přenáší a nakonec vyhodnocuje a archivuje data, přenesená ze STL RS a SKAO.


Obr. 1 - Telemetrická skříň

O přenos dat z jednotlivých stanic, které následně zpracovává dispečerský server Reliance, se stará telemetrie (Obr. 1). Jejím úkolem je převést jednotlivé parametry do digitální podoby, vyhodnotit je a po nastavené době uložená data odeslat Relianci. V regulačních stanicích se sledují tlaky plynu, které měří analogově - digitální převodníky. Dále se sleduje stav vstupních dveří do RS a poloha bezpečnostních rychlouzávěrů, které při případném nebezpečném nárůstu či poklesu tlaku v síti uzavřou průtok plynu technologií RS a tím ji vyřadí z provozu. Telemetrie je vybavena také kontrolou vstupů. V případě, že nedojde k přihlášení pracovníkem, oprávněným ke vstupu do RS, je odesláno hlášení o narušení objektu. Získaná data jsou přenesena do vlastního modulu telemetrie, ve které jsou vyhodnocena, převedena do komunikačního protokolu a následně odeslána dispečerskému systému.

Systém telemetrie využívá mobilní telefonní síť Eurotel, pomocí které jsou přenášena data do PP, a. s., do dispečerského serveru Reliance. Zde jsou veškerá data zpracována a dle nastavených kritérií roztříděna pro uživatele, kterými jsou plynárenský dispečink a příslušná provozní pracoviště. Rovněž zde probíhá vyhodnocení došlých provozních hlášení, případně poruchových stavů. Jelikož STL RS nejsou vybaveny elektrickými přípojkami, jsou telemetrie napájeny bateriemi o jejichž dobíjení se starají solárními články (Obr.2).


Obr. 2 - Regulační stanice se solárními články

V současné době byl ukončen zkušební provoz telemetrie a Reliance na dispečinku PP, a. s., ze kterého vyplynula potřeba některých změn. Reliance bude upravena tak, aby bylo sníženo množství informací přicházejících dispečerům. Po úpravě budou na dispečink docházet pouze hlášení stavů, které bezprostředně ohrožují provoz sítě a vyžadují zásah. Jedná se o narušení objektu RS, uzavření bezpečnostních rychlouzávěrů a překročení nastavených mezí tlaků.

Z hlediska provozu STL RS umožnilo jejich dálkové sledování snížení provozních nákladů. V zimním období pomáhá při kontrole a nastavení provozních hodnot ve STL RS, kdy při velkých výkyvech teplot může docházet k poklesům tlaku v nízkotlaké síti. Telemetrie také umožňuje reálné zhodnocení stavu filtračního zařízení a tím rozhodnutí o případné nutnosti jeho výměny. Tyto činnosti, které bylo dříve nutno provádět preventivně obsluhou na jednotlivých RS, lze nyní vykonat během několika minut kontrolou Reliance. Trvalé sledování případného narušení umožní také omezení či zrušení střežení STL RS bezpečnostní agenturou a tím umožní další snížení nákladů na provoz STL RS.

2. Příklad z praxe a technický popis řešení [2]

Podobný projekt realizovala společnost Nowire pro společnost Jihomoravská plynárenská (JMP) v oblasti komunikace regulačních stanic a obchodních míst s ústředím přes GSM síť (resp. GPRS a EDGE) pomocí služby Nowire Connect. Při podobných projektech je otázkou, jak efektivně zajistit komunikaci v době, kdy GSM sítě jsou již dostatečně "rychlé" a mají natolik husté pokrytí, že úspěšně konkurují pevným linkám (které někde navíc vůbec nejsou a nebudou), rádiovým a satelitním spojům.

Celé řešení bylo postaveno tak, aby vyhovovalo požadavkům JMP, které je možné rozdělit zhruba následovně:

  • musí zůstat zachován stávající centrální dispečink,
  • řešení musí vykazovat vysokou mírou dostupnosti,
  • řešení musí mít charakter služby s dohledem 24 hodin 7 dní v týdnu.

Je potřeba říci, že GSM služby negarantuje z principu žádný z operátorů tak, aby byly z hlediska dostupnosti srovnatelné například s pevnými linkami, kde operátoři garantují dostupnost i výrazně vyšší než 99%. Proto se musí jít v oblasti GSM komunikací jinou cestou. Proto hlavním partnerem Nowire je anglická firma Sarian Systems Limited, která vyvinula řízení router Sarian Systems MR2110 pro GPRS a ER2110 pro EDGE, které má následující klíčové vlastnosti:

  • umožňuje připojení jednoho zařízení přes port RS232 a dává uživateli možnost připojení zařízení i přes Ethernet port, který se dá externím rozbočovačem rozšířit,
  • umožňuje komunikovat přes vybraného mobilní operátora s možností poskytnutí zálohy přes operátora druhého,
  • pro zajištění stability EDGE/GPRS spojení využívá router aktivní metodu "Sarian Statefull Routing Inspection", která spočívá ve vyhodnocování, zda poslaná data došla ve správném formátu na cílovou destinaci; v případě, že data nedošla v pořádku, router provede následujících posloupnost akcí (počty opakování a časování těchto akcí je možné konfigurovat i dálkově):
    • pošle data znovu (jsou uchována v paměti routeru),
    • restartuje se a znovu se přihlásí do GPRS sítě,
    • převede komunikaci na záložního operátora.

To jsou vlastnosti, které zajistily výrobci velký úspěch na trhu - brzy se stal světovou jedničkou ve výrobě koncových prvků bezdrátového routingu přes GSM sítě a toto postavení si nadále drží.

Systém byl nastaven tak, aby komunikace probíhala přes mobilní síť zabezpečenou cestou díky vytvoření privátního APN s využitím pevně přidělených IP adres z rozsahu mobilního operátora (jde vlastně o "GSM variantu" virtuální privátní sítě). Jako primární poskytovatel EDGE/GPRS komunikace byla zvolena po dohodě společnost T-Mobile a pro záložní komunikaci pak síť Oskar. Služba je aktivně dohledovaná SNMP managementem Sarian Remote Manager 24/7 se zajištěním servisní pohotovosti společností Nowire, která zahrnuje hlášení o poruchách, poskytování technické pomoci při řešení provozních problémů, podporu při instalaci a dálkové konfiguraci systému.

Technický návrh řešení je znázorněn na obrázku.

K tomuto obrázku je potřeba poznamenat, že záložní komunikační kanál má smyl vystavět jedině v případě, že celý systém musí splňovat vysoké požadavky na dostupnost komunikačního kanálu. Stejně tak je možné router nahradit levnějším modemem MM210 s tím, že v této variantě lze připojit pouze jedno koncové zařízení a je nutné počítat s tím, že kontrolu správného přenosu dat modem nezajistí. Uvedený modem má i jistou vlastní inteligenci: umí se restartovat, lze ho konfigurovat i dálkově a umí posílat TCP/IP ping, pomocí kterých lze modem i dohledovat. Také umí komunikovat přes GSM pomocí vytáčeného přístupu při stejné konfiguraci pro případ, že by bylo GPRS nedostupné. Přirozeně není podmínkou, aby centrální dispečink byl připojen do sítě mobilního operátora pomocí mobilního routeru, ale je možné použít pevnou nebo satelitní linku.

Na výše popsaném řešení je z hlediska zákazníka zajímavá zejména jeho univerzálnost a variabilita. Není totiž podstatné, o jaké koncové zařízení se jedná a jak funguje centrální systém. Jen je potřeba tento centrální systém a zejména pak koncová zařízení "naučit komunikovat přes GSM". To se nám ale prozatím vždy podařilo.

Na řešení, které společnost Nowire s úspěchem JMP nabídla lze demonstrovat základní principy zajištění spolehlivé komunikace pomocí mobilních sítí. Díky tomu si řešení Nowire Connect vybrala společnost T-mobile jako jedno z partnerských řešení, které v současné době zajišťuje komunikaci již více než stovky koncových míst a na mnoha desítkách dalších je v testovacím provozu.

3. Impuls k novým řešením

Společnosti často vlastní a provozují fungující technologie (například telemetrická zařízení), která mají životnost výrazně vyšší (desítky let), než jakou mají obvykle informační systémy (ta se pohybuje obvykle pod hranicí deseti let). A protože zejména komunikační systémy zaznamenaly v posledních deseti letech neobyčejný boom, stojí firmy často před otázkou, jak své komunikační systémy zefektivnit pomocí dříve neexistujících a navíc provozně levnějších a spolehlivějších technologií. Dodnes se lze setkat s tím, že taková zařízení je nutné v pravidelných intervalech objíždět a data "ručně vyčítat".

Implementace nových komunikačních technologií má však jeden zásadní háček, který vyplývá z již výše zmíněné rozdílné životnosti použitých technologií. V praxi to znamená, že se do již používané technologie (resp. systému) musí "přidat" nějaký (v tomto případě GSM) komunikační modul a samotné zařízení pak "naučit komunikovat jiným způsobem, než na jaký bylo dosud zvyklé". To je však natolik technická oblast, že nemohla být předmětem tohoto článku.

Zdroj:

[1] Michal Zavadil o Foto Michal Nebeský, zdroj: měsíčník Pražské plynárenské a.s. 10/2005, www.ppas.cz
[2], [3] RNDr.Jiří Kopačka - firemní text Nowire s.r.o.